Bir turbo jet motorunun ekserji, ileri ekserji, eksergoekonomik ve ileri eksergoekonomik analizleri
Exergy, advanced exergy, exergoeconomic and advanced exergoeconomic analyses of a turbo jet engine
- Tez No: 651612
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN GÜNERHAN, PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Enerji, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mechanical Engineering, Energy, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kullanılabilir enerji, Mekanik enerji, Termal enerji, Available energy, Mechanical energy, Thermal energy
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması ile uçaklarda kullanılanbir gaz türbini turbo jet motorunun performansı, enerji, ekserji, ileri ekserji, eksergoekonomik ve ileri eksergoekonomik analiz yöntemleri ile deneysel olarak değerlendirilmiştir. Tez çalışması kapsamında ilk olarak, turbo jet motoru her bir bileşeni için önlenebilir/önlenemez ekserji yıkımları, iç kaynaklı/dış kaynaklı ekserji yıkımları ve ekserji verimliliği hesaplanmıştır. Motorun ard yanmasız (Military-MIL) çalışma modunda ekserji verimi % 30,85 olurken ard yanmalı (Afterburner-AB) çalışma modunda ekserji verimi % 16,98 belirlenmiştir. Sistemin ekserji iyileştirme potansiyeli (ExIP) dikkate alındığında ise MIL çalışma modunda ekserji verimi % 59,12 elde edilirken AB çalışma modunda ekserji verimi ise % 54,64 hesaplanmıştır. İkinci aşamada ise sistemi oluşturan her bir bileşen için ekserji maliyet akım değerleri tespit edilerek ilgili ekonomik bağıntılar çözülmüştür. Ekserji yıkım maliyet akımıen fazla yanma odası (Combustion Chamber-CC) ve ard yanma odası egzoz kanalı (Afterburner Exhaust Duct-ABED) bileşenlerinde sırasıyla 338,49 $/h ve 1359,67 $/h değerleriyle tespit edilmiştir. Ekserji yıkımı akımları büyük bir kısmının, önlenemez olduğu tespit edilmiş olup turbo jet motorun MIL ve AB çalışma modları için sırasıyla 8458,81 kW ve 25051,59 kW olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte sistem bileşenlerinin çoğunda ekserji yıkımlarının iç kaynaklı ve bileşenlerin kendi çalışma koşullarından kaynaklandığı belirlenmiş olup CC ve ABED bileşenlerinde meydana gelen iç kaynaklı ekserji yıkımı akımları sırasıyla 6835,25 kW ve 16399,32 kW olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak, MIL çalışma modunun AB çalışma moduna göre hem maliyet etkin hem de verimli olduğu gerçekleştirilen analizler ile tespit edilmiştir. Gaz türbini üretim teknolojisinin son yıllarda malzeme ve üretim yöntemleri açısından gelişmesiyle birlikte, 3 boyutlu baskı üretim yöntemi ile yekpare üretilecek olan gaz türbin motorlarının ekserji yıkımları azaltılarak daha çevre dostu, verimli ve maliyet etkin çalışabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
With this doctoral dissertation, the performance of a gas turbine turbo jet engine used in military aircraftwas evaluated experimentally with energy, exergy, advanced exergy, exergoeconomic and advanced exergoeconomic analyses. Within the scope of the thesis, firstly, avoidable/unavoidable exergy destruction, endogenous/exogenous exergy destruction and exergy efficiency were calculated for each equipment of the turbo jet engine. The exergy efficiency of the engine was 30.85% at the Military (MIL) operation mode, while the exergy efficiency was 16.98% at the Afterburner (AB) operation mode. Considering the exergy improvement potential (ExIP) of the system, the improved exergy efficiency was achieved 59.12% at MIL operating mode, while the improved exergy efficiency was calculated as 54.64% at AB operating mode. In the second stage, exergy flow cost values were determined for each component of the systemby solving the related economic equations. Exergy destruction cost rates were determined the most in Combustion Chamber (CC) and Afterburner Exhaust Duct (ABED)components with values of 338.49 $/h and 1359.67 $/h, respectively. It was determined that the majority of exergy destruction rates were found to be unavoidable with the values of 8458.81 kW and 25051.59 kW for the MIL and AB operating modes, respectively. In addition, exergy destructions in most of the system components were determined to be internally sourced and due to the own working conditions of the components. The internally sourced exergy destruction rates in CC and ABED components were determined as 6835.25 kW and 16399.32 kW, respectively. As a result, it has been determined by the analyses that the MIL operating mode is both cost effective and efficient compared to the AB operating mode. With the development of gas turbine production technology in terms of materials and production methods in recent years, it is thought that gas turbine engines, which will be produced monolithically with 3D printing production method, can operate more environmental friendly, efficient and cost effective by mitigating exergy destructions.
Benzer Tezler
- Advanced energy and exergy analysis on aircraft jet engines
Havacılık jet motorlarında ileri enerji ve ekserji analizi
SARA FAWAL
Doktora
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KODAL
- Bir turbojet motorunun sürdürülebilirlik ve ileri ekserji analizi
Sustainability and advanced exergy analysis of a turbojet engine
AHMET BURAK UYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN GÜNERHAN
DOÇ. DR. CEM TAHSİN YÜCER
- İnsansız hava araçlarında farklı yakıtlar ile çalışan turbojet motorunun enerji, ekserji ve sürdürülebilirlik analizleri
Energy, exergy and sustainability analyses of a turbojet engine for uavs running on different fuels
KAHRAMAN ÇOBAN
Doktora
Türkçe
2018
Havacılık ve Uzay MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ
DOÇ. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- Gaz türbinli uçak motorlarının performans tasarımında ekserjetik itki yaklaşımı
Exergetic thrust approach in performance design of gas turbine aircraft engines
MUSTAFA AKBAŞ
Doktora
Türkçe
2026
Uçak MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER ALTUNTAŞ
PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI
- Ard yakmalı bir turbojet motorunun ekserjetik performansının incelenmesi
Investigation of exerjetic performance of a turbojet engine with after burner
RECEP KESİMCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHADIR DOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET METE ÖZTÜRK