Investigation of the cavity flow over impeller backface of a centrifugal compressor
Radyal kompresörlerde çark arka boşluğu akışının incelenmesi
- Tez No: 875087
- Danışmanlar: PROF. DR. İLYAS KANDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gaz türbinli motorlarda, radyal kompresörler bilhassa kısıtlı bir hacim gerekliliği olduğunda yaygın olarak kullanılır. Radyal kompresör ihtiva eden motorlarda çark arkasında bulunan boşluktaki akış alanı da önemli bir etmen haline gelmektedir. Boşluktaki akış karakteristiği, ihtiyaç duyulan bölgelere soğutma havasının dağıtımında, basınçlandırmada ve rulmanlardaki eksenel yükleri dengelemede önemli bir rol oynar. Bu bölgelerde, çark ana akış bölgesinden boşluğa dolan debi radyal olarak içe doğru akar ve alt yarıçapta yer alan keçe debisi ile birleşip, soğutma ve basınçlandırma için türbin veya karter bölgesine yönlendirilir. Boşluk boyunca akışın davranışı çeşitli parametrelere bağlıdır. Doğru basınç ve hız dağılımının elde edilmesi bu bağlamda önemli bir husustur. Rotor-stator boşluklarındaki akış yapısı, geometrik bir parametre olarak boşluk oranı (G), giriş teğetsel hız oranı (β1), teğetsel Reynolds sayısı (Reθ) ve türbülans akış parametresin (λt) 'den etkilenir. Bu tez kapsamında, 1-B akış ağı çözücüsü kullanılarak analitik olarak hesaplanan ilgili akış parametreleri, boşluk geometrisinin 2-B eksenel simetrik olarak kurulmuş HAD modeline girdi yapmıştır. HAD çalışması da statik basınçların farklı yarıçap ve çalışma koşulları altında ölçüldüğü motor yer testleri ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Elde edilen sonuçlarda, HAD modeli ile ortaya konulan akış yapısının literatür ile uyumlu olduğu görülmüştür. Akışın rotor yüzeyinden radyal olarak yukarı doğru pompalandığı ve rotor için gerekli kütle debisinin de akışın radyal olarak içe doğru olan stator yüzeyinden sağlandığı görülmüştür. Teğetsel hız oranının bire eşit olduğu çapta ise, rotor yüzeyindeki radyal hızın sıfır olduğu ve akışın rotorun üzerinden de radyal olarak içeri doğru hareket etmeye başladığı ortaya konulmuştur. HAD modeli ile akış yapısının belirlenmesinin ardından, model ve testte görülen statik basınç dağılımları kıyaslanmıştır. Motor tam güçte çalışırken, boşluk geometrisi boyunca incelenmiş üç farklı yarıçap için, test verileri ile HAD modeli arasındaki farkların sırasıyla % 0.8, % 4.4 ve % 1.4 olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In gas turbine engines, radial compressors are commonly used especially when the space limitations are dictated. Impeller backface cavity flow field becomes an important parameter when the radial compressors are preferred. The flow characteristic in the cavity plays an essential role in the distribution of cooling air, pressurization as well as balancing the axial loads on bearings. In these cavities, the impeller main flow tip leakage typically occurs radially inward and mixes with the seal leakage at the lower radius sections, directing the flow towards the turbine or sump region for cooling and pressurization. Flow field behavior throughout the backface depends on various parameters which affect the flow distribution. The flow characteristics in rotor-stator cavities are affected by the gap ratio (G) as a geometric parameter, as well as inlet swirl ratio (β1), rotational Reynolds Number (Reθ), and turbulent flow parameter (λt). Within the scope of this thesis, the necessary flow parameters that are analytically determined using 1-D Flow Network Solver are utilized as the inlet boundary conditions to the 2-D axisymmetric CFD model of the backface geometry. Then, the CFD results are compared and validated with the engine ground tests in which the static pressures are measured at various radii and under several operating conditions. The flow structure in CFD model demonstrates similar behavior as in the theory. The flow is pumped radially outward by the rotor side and the required mass flow for the rotor is supplied by the stator over which the flow is radially inward. Just as the swirl ratio attains unity in the cavity, the radial velocity becomes zero over the rotor face at that radius and the flow starts to move radially inward over the rotor as well. Following the flow structure substantiation in the CFD results, the static pressure measurements in the test and pressure field in the model are compared which show a good agreement. At full engine power, the differences between the test data and the CFD model are 0.8%, 4.4% and 1.4%, respectively, for the examined three distinct radii throughout the cavity.
Benzer Tezler
- Ulaş Sağlık Ocağı merkezinde nüfusun bazı niteliklerine ve konutların durumuna ilişkin bir çalışma
An Investigation carried out at the Ulaş Public Health Centre concerning some characteristics of the population and housing conditions in the district of Ulaş
EROL ŞANLI
Doktora
Türkçe
1985
Halk SağlığıCumhuriyet ÜniversitesiHalk Sağlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERVET ÖZGÜR
- Antakya tarihi ticaret merkezi mekansal yapı değişim ve gelişim sürecinin kent ticaret merkezi planlamasına etkinliği
The Effectiveness of spatial structural chance and development period of the historical trade center of Antakya in the urban trade planning
NEVİN TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN UYDAŞ
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Pik demiri ve karbon çeliğinin sulu çözeltiler içindeki korozyon hızının tayini
Determination of the rate of corrosion of the cast iran and carbon steel in the aqueous solutions
EMİNE NAZAN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRİ YALÇIN
- Sivas yöresinde akraba evliliği yapan ve yapmayan çiftlerde dermatoglifik benzerlikler
Similarities of dermataoglyphies among individval of married relatives and married couples not related to each other in Sivas region
Y. SELMA SÜNGÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
Tıbbi BiyolojiCumhuriyet ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLHAN SEZGİN