Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Emre YILDIRIM
Danışman: Halit Karabulut
Özet:
Gaz türbini kanatçıklarının tasarımı, türbin performansını belirleyen en önemli unsurlardan biridir. Türbin kanatçıklarının tasarımı çok disiplinli bir tasarım sürecidir. Bu çalışmada, türbin kademesinin ön tasarım ölçülerini belirlemek için orta çizgi akış tasarımı yöntemi kullanılarak bir aerotermodinamik analiz modeli geliştirilmiştir. Türbin kademesindeki kayıplar Soderberg korelasyonu ile tahmin edilmiştir. Rotor kanatçıklarının optimizasyonunda türbin kademesine ait verim, güç, tork, kademe yükleme katsayısı, akış katsayısı, reaksiyon derecesi ve Mach sayısı dikkate alınmıştır. Stator kanatçığının çıkış açısı, kanatçıkların eksenel kord uzunluğu ve kanatçıklar arasındaki mesafe gibi geometrik parametrelerin yanı sıra kütlesel debi ve türbin dönüş hızı gibi çalışma parametrelerinin türbin performansı üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Geliştirilen modelde, iki boyutlu kanatçık profilleri kamber eğrisi kalınlık dağılımı ve on bir parametre yöntemleri kullanılarak elde edilmiştir. Kanatçıkların uç ve dip profilleri serbest girdap teorisi ile hesaplanan açılar doğrultusunda oluşturulmuştur. Dip, orta ve uç kısımdaki kanatçık profilleri birleştirilerek üç boyutlu kanatçık modelleri çizilmiştir. Kanatçık profilleri üç boyutlu, viskoz ve türbülanslı akış şartlarında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile analiz edilmiştir. Rotor kanatçığının teğetsel kord uzunluğu, ön kenar kalınlığı ve ön kenar profili yapısının, Mach sayısı, basınç, hız ve sıcaklık üzerine etkileri incelenmiştir. Tasarlanan on beş farklı kanatçık modelinin HAD analizi ile tespit edilen sonuçlar, orta çizgi akışı analiz modeli ile hesaplanan performans değerlerine oldukça yakın çıkmıştır. Ön tasarım aşamasında orta çizgi akışı tasarımı yapılmasının tasarım hızı ve doğruluğu açısından avantajlı olduğu görülmüştür.
| Anahtar Kelimeler : Gaz türbini, eksenel türbin kademesi, kanatçık profili, HAD analizi, gaz dinamiği |