Gaz türbinli motorlarda kullanılan annular yanma odasında annulus akışın yanma odası performansına etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Güvenli ve zaman bakımından kısa olmasından dolayı ulaşım sektöründe uçaklar tercih sebebi olmuştur. Uçakların en önemli parçası itme kuvvetini oluşturan güç sistemleridir. Güç sistemleri, yakıtın belirlenmiş oranlarda tepkimeye girmesiyle kimyasal enerjinin itki kuvvetine dönüştüğü parçalardan oluşur. Bu dönüşüm tasarlanmış motor içerisinde yer alan yanma odalarında oluşmaktadır. Uçakların verimliliğini yanma odalarının performansları belirler. Bundan dolayı, yanma odasının performansını belirleyen etkenler, yanma stabilizesi, yanma verimi, yanma odasının çıkış sıcaklığı, basınç kayıpları ve emisyon analizleri çok önemlidir. Yapılan bu tez çalışmasında, modern gaz türbinli motorlarda kullanılan model bir annular yanma odasında yakıt olarak kerozin kullanılarak kimyasal bir tepkime gerçekleşmiş ve sayısal olarak ikincil akışın yanma odasının performansına etkisi incelenmiştir. Yanma odası annular tip olmasından dolayı simetrik geometri kullanılmıştır. Sayısal çözümleme için HAD programı kullanılmıştır. Bu çözümlemelerde ikincil akış oranları %50, %60, %70, %80 ve %90 olarak belirlenerek yanma odasının performansı incelenmiştir.Sonuç olarak ikincil akışın artması ile verimin azaldığı, basınç kayıplarının önce azaldığı sonra arttığı görülmektedir. Basınç kayıpları açısından en uygun ikincil akış değerinin %70 olduğu görülmüştür. Verim ve HC emisyonları açısından %50, NOx emisyonları açısından %70 ve CO2 emisyonları açısından %80 akış oranlarının daha iyi sonuçlar veridiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Yanma, kerozin, Annular yanma odası, HAD, ikincil akış

A safe and timed short is a distant international airplane. The most important part of airplanes is the propulsion force advanced power systems. Power systems consist of components in which chemical energy is converted to propulsion by reacting the fuel at specified rates. This conversion occurs in the combustion chambers inside the engine. The efficiency of the aircraft comes from the performances of the combustion chambers. For this reason, the parameters of determined performance of the combustion chamber, combustion stability, combustion efficiency, outlet temperature of the combustion chamber and pressure losses and emissions are very important for performance of combustion chamber.In this study, a chemical reaction was realized by using kerosine as fuel in a model annular combustion chamber using in modern gas turbine engine and the performance of combustion chamber was investigated numerically. Since the combustion chamber is annular type, symmetrical geometry is used. CFD program was used for numerical analysis. Secondary flow was changed as 50%, 60%, 70%, 80% and 90% for the analysis.Results, it is seen that with the increase of secondary flow, the efficiency decreases and the pressure losses decrease first and then increase. In terms of pressure losses, the optimum secondary flow value was found 70%. Best flow rates was obtained as 50%, 70% and 80% in terms of efficiency and HC, NOx and CO2 emissions respectively.Keywords:Combustion, kerosene, gas türbine combustion chamber, CFD, secondary flow