Dört kademeli eksenel akışlı kompresör tasarımı
Four stages axial flow compressor design
- Tez No: 961097
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DOĞUŞ ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Milli Savunma Üniversitesi
- Enstitü: Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Dünyada artan enerji tüketimi, enerji kaynaklarına ulaşımdaki zorluklar, çevrenin korunması amacıyla alınan tedbirler ve daha birçok kısıtlama daha verimli makinelerin dizayn edilmesini ve üretilmesini zorunlu kılmıştır. Bu verimli makinelere en iyi örneklerden birisi de gaz türbinleridir. Gaz türbinleri başta havacılık sektörü olmak üzere enerji üretimi, deniz taşımacılığı ve endüstriyel uygulamalar gibi yüksek enerji verimliliğinin ihtiyaç duyulduğu birçok alanda tercih edilen makinelerdir. Gaz türbinleri genel olarak kompresör, yanma odası ve türbin olmak üzere üç temel elemandan oluşur. Sistem verimliliğinin ve çalışma ömrünün artırılması için bu temel bileşenlerin geliştirilmesi ve diğer yan bileşenlerin sisteme ilave edilmesi çalışmaları sürekli olarak devam etmektedir. Gaz türbinlerinin en önemli kısımlarından biri olan kompresörler, sistemde kullanılan akışkanın istenilen oranda sıkıştırılıp bir sonraki aşamaya geçişini sağlayan elemanlardır. Bu nedenle kompresörler, sistemin genel performansı üzerinde çok büyük etki yaratabilmektedir. Hem termodinamik hem de aerodinamik açıdan yüksek performans gösterebilen kompresörler dizayn etmek temel uğraşlardan birisi olmuştur. Eksenel akışlı kompresörler yüksek debi gerektiren uygulamalarda tercih edilirler. Temel olarak döner kısım (rotor) ve sabit kısım (stator) olmak üzere 2 kısımdan oluşurlar. Dizayn edilen gaz türbinine göre çok sayıda kademeden oluşabilirler. Bu sayede yüksek sıkıştırma oranlarına cevap verebilirler. Bu çalışmada, 1500N itme gücü sağlayabilecek bir gaz türbini için 4 kademeli ve eksenel akışlı kompresör tasarımı ele alınmıştır. Arzu edilen sıkıştırma oranına ulaşabilmek amacıyla her kademe için geometrik ve termodinamik hesaplamalar yapılmış olup bu kapsamdaki rotor ve statorlara ait kanat açıları, kanat profilleri, çap oranları ve hız üçgenleri incelenmiştir. Tasarımın test edilmesi amacıyla elde edilen veriler AxStream, Ansys, GasTurb programları yardımıyla analiz edilmiş ve akışkanlık, yapısal dayanım ve termal dayanım kriterlerinin sağlandığı doğrulanmıştır. Bu çalışmanın amacı, isterleri belirlenen bir gaz türbini için, eksenel akışlı ve dört kademeli bir kompresörün, mühendislik prensipleri çerçevesinde uygun olarak tasarlanması ve elde edilen tasarımın performansının analitik ve bilgisayar destekli yöntemlerle ortaya konmasıdır. Bu çalışmada izlenen tasarım yöntemleri ve icra edilen yaklaşımlar daha gelişmiş kompresörlerin tasarım süreçlerinde referans olarak kullanılabilecek niteliktedir.
Özet (Çeviri)
Increasing energy consumption in the world, difficulties in accessing energy resources, measures taken to protect the environment and many other restrictions have necessitated the design and production of more efficient machines. One of the best examples of these efficient machines is gas turbines. Gas turbines are the preferred machines in many areas where high energy efficiency is needed, such as energy production, maritime transportation and industrial applications, especially in the aviation sector. Gas turbines generally consist of three basic elements; compressor, combustion chamber and turbine. In order to increase the efficiency and working life of the system, the development of these basic components and the addition of other auxiliary components to the system are constantly ongoing. Compressors, which are one of the most important parts of gas turbines, are the elements that ensures the fluid used in the system is compressed at the desired rate and passed to the next component. Therefore, compressors can have a huge impact on the overall performance of the system. Designing compressors that can show high performance in terms of both thermodynamics and aerodynamics has been one of the main efforts. Axial flow compressors are preferred in applications that require high flow rates. Basically, they consist of 2 parts, the rotating part (rotor) and the fixed part (stator). Depending on the designed gas turbine, they can consist of many stages. In this way, they can respond to high compression ratios. In this study, the design of a 4-stage and axial flow compressor for a gas turbine that can provide 1500N thrust is addressed. In order to reach the desired compression ratio, geometric and thermodynamic calculations were made for each stage, and the blade angles, blade profiles, diameter ratios and velocity triangles of the rotors and stators in this context were examined. The data obtained for the purpose of testing the design were analyzed with the help of the AxStream, Ansys and GasTurb programs and flow, structural strength and termal strength verified that the criteria are met. The aim of this study is to design a 4-stage compressor with axial flow for a gas turbine with specified requirements in accordance with engineering principles and to reveal the performance of the obtained design by analytical and computer-aided methods. The design methods followed and the approaches applied in this study can be used as a reference in the design processes of more advanced compressors.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of the influence of sweep and lean on a transonic axial compressor rotor
Transonik eksenel kompresör rotorunda uygulanan 'sweep' ve 'lean' methodlarının aerodinamik etkilerinin nümerik yaklaşımlar ile incelenmesi
HASAN BERK GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU
- A detailed assessment of the effects of 3D radial stacking on the aerodynamic performance of NASA Stage 37 rotor blade
NASA Kademe 37 rotor kanatlarının aerodinamik performansı üzerine 3 boyutlu radyal istifleme etkilerinin ayrıntılı incelenmesi
FURKAN ÜLGER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Non-reacting and reacting flow analysis in propulsion systems
İtki sistemlerinde yanma olmayan ve yanma olan akış analizi
MİNE YUMUŞAK
Doktora
İngilizce
2000
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AHMET Ş. ÜÇER
- Çok kademeli eksenel kompresörlerin ön tasarım aracının geliştirilmesi
Devolopment of multistage axial compressor preliminary design tool
RAFIS MUKHAMMEDIAROV
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HADİ GENCELİ
- Tek kademeli santrifüj pompalarda dengeleme deliklerinin pompa performansına etkisinin sayısal ve deneysel araştırılması
Numerical and experimental investigation of the effect of balancing holes on pump performance in single stage centrifugal pumps
SELAHATTİN SEFACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAİM KOÇAK