Finite element analysis of a spring loaded metallic cloth seal assembly for turbines
Türbinler için yay yüklü metalik bir örgü keçenin sonlu elemanlar analizi
- Tez No: 990589
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEBNEM ÖZÜPEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Enerji, Mechanical Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Gaz türbinli motorlar, Güç türbini, Gas turbine engines, Power turbine
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Esnek örgü keçeler gaz türbinleri kanatçıklarındaki segmentler ve kademeler arasında ve geçiş parçalarının çevresinde sızdırmazlık elemanı olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır. Bu tür uygulamalarda açılı olarak yerleştirilmiş Haynes25 30x250 twill-dutch örgü keçe, endüstri standardı hâline gelmiştir. Ancak söz konusu örgü keçenin çalışma yükleri altındaki mekanik davranışını konu alan literatür kısıtlıdır. Bu çalışmada, Haynes 30x250 twill-dutch örgü keçenin karakterizasyonu için mezo-ölçekli bir model oluşturulmuştur. Modelin eksenel çekme ve kayma yüklemeleri altındaki davranışı farklı yönlerde incelenerek ortotropik malzeme özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen malzeme modeli kullanılarak, yay destekli bir örgü keçe tasarımının sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilmiştir. Bu tasarımın özellikle türbin yuvalarındaki hizasızlık durumunda sızdırmazlığı koruduğu öne sürülmüştür. Yay destekli tasarımın analiz sonuçları aynı geometriye ve malzeme özelliklerine sahip geleneksel bir örgü keçe tasarımının analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda, yay elemanının alt türbin yuva yüzeylerinde oluşturduğu tepki kuvvetleri (oturma yükü), von Mises gerilmeleri ve örgü keçe ile türbin yuvaları arasındaki temas değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları, yay elemanının katkısıyla, özellikle düşük basınç farkı seviyele- rinde sızdırmazlık sorunlarının gözlemlenebildiği durumlarda, örgü keçenin maruz kaldığı oturma yükünün anlamlı biçimde arttığını ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Flexible cloth seal assemblies are used in gas turbines as sealing elements between nozzles and shrouds as well as around transition pieces. The Haynes25 30x250 twill-dutch woven cloth laid at an angle has been the industry standard for such sealing applications however there is limited literature regarding the mechanical behavior of this structure under operational loading conditions. In order to characterize the constitutive behavior of the Haynes 30x250 twill-dutch woven cloth a meso-scale model of the cloth structure was constructed. Subjecting the model to tensile and shear loadings, the directional properties that allow an orthotropic lamina modeling were determined. Using the resulting material model, finite element analysis of a spring loaded cloth seal assembly design that is claimed to improve the sealing performance especially in misaligned positions of the turbine slots was carried out. The analysis results were compared to those of a regular cloth seal of identical material properties in terms of the reaction forces on the lower turbine slot surfaces which is named as seating load, von Mises stress values and status of the contact between the cloth structure and the turbine slots. It has been observed that the addition of the spring member, as claimed, increases the seating load significantly, especially at lower pressure difference levels where effective sealing is a challenging issue.
Benzer Tezler
- Önden yüklemeli otomatik çamaşır makinesi tamburunun dinamik modellenmesi ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Dynamic modeling of a front loaded washing machine and finite element method analysis
MURAT ERDİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Mühendislik BilimleriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüTasarım ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZAFER ŞENALP
- Bir bantlı konveyörün sonlu eleman yöntemiyle dinamik analizi
Dynamic analysis of a belt conveyor with finite element method
CAN CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL GERDEMELİ
- Ortotrop pasternak zeminine oturan reissner plaklarının karışıl sonlu eleman yöntemi ile statik analizi
Static analysis of reissner plates resting on orthotropic pasternak foundation via mixed finite element method
MURAT ARTIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MEHMET OMURTAG
- Eksenel yük altındaki çeşitli çatlaklı ve yay ekli kirişlerde titreşimlerin analizi
Vibration analysis of generally cracked beams with springs and masses and axial load
KAAN ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekanizma Tekniği ve Makine Dinamiği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT KARADAĞ
- Design and optimization of a car spring under axial and lateral loading
Araba yayının eksenel ve yanal yükleme altında dizaynı ve optimizasyonu
DUYGU BAŞARAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ZAFER ŞENALP