Bir Mini Jet Motoru İçin Radyal Kompresörün Akış Ve Yapısal Analiz Yöntemleri Kullanılarak Tasarımı


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Zeynep AYTAÇ YILMAZ

Danışman: NURİ YÜCEL

Özet:

Günümüzde küçük gaz türbinli motorların oldukça yaygın bir kullanım alanı vardır. Turbo jet ve turbo fan formundaki gaz türbinleri hem yüksek irtifada uçabilme hem de yüksek hızlarda yeterli miktarda itki üretebilme kabiliyetine sahiptirler. Turbo jetler, genellikle havacılık sektöründe kullanılan ve hava ile çalışan jet motorlarıdır. Ülkemizde her ne kadar savunma sanayi, havacılık sektörü gibi birçok alanda turbo jet motoru kullanılsa da, gerek HAD ve FEA ile tasarım, gerekse de üretim yapabilen tesis sayısı oldukça sınırlıdır. Gerçekleştirilen çalışma kapsamında, tasarım sınırlandırmaları TEI tarafından verilmiş olan bir mini jet radyal kompresör çarkının hem akış hem de mekanik analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler gerçekleştirilirken öncelikle teorik tasarım yapılmış, elde edilen temel kanat geometrisi doğrultusunda ANSYS BladeGen’de ilk kanat profili oluşturulmuş ve tasarım noktasında HAD analizleri yapılmıştır. Analizlerden elde edilen sonuçlar doğrultusunda kanat profili ve özellikleri modifiye edilmiş ve bu noktadaki performans parametreleri sağlanana kadar sürece devam edilmiştir. Tasarım noktasının ardından, tasarım - dışı nokta için analizler gerçekleştirilmiştir. HAD analizlerinin tamamlanmasının ardından mekanik analizlere geçilmiş ve gerilme – deformasyon, titreşim, disk infilakı, düşük çevrimli yorulma analizleri yapılmıştır. Bu süreçte, herhangi bir analiz sonucunda gerekli sonuçların elde edilememesi durumunda en başa dönülerek tasarım değişikliği yapılmıştır ve süreç tekrarlanmıştır. Mekanik analizlerin akabinde, kompresörün performans haritası çıkartılmış, TEI tarafından gerçekleştirilen testlerle HAD ve deneysel sonuçlar kıyaslanmış ve çeşitli kritik tasarım parametrelerine bağlı olarak performans parametrelerindeki değişim irdelenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda HAD ve FEA araçlarının bu tip yapıların tasarımında, doğru kullanılmaları kaidesiyle, oldukça etkin bir araç olduğu görülmüştür. Gerçekleştirilen bu çalışmanın, baştan sonra bir kompresör çarkı tasarımı sürecinde yol gösterici olacağı düşünülmektedir.