Show simple item record

dc.contributor.advisorUslu, Sıtkı
dc.contributor.authorÇelik, Ender
dc.date.accessioned2021-05-08T11:22:30Z
dc.date.available2021-05-08T11:22:30Z
dc.date.submitted2012
dc.date.issued2018-08-06
dc.identifier.urihttps://acikbilim.yok.gov.tr/handle/20.500.12812/683504
dc.description.abstractBu tez çalışmasında, insansız hava araçlarında kullanılacak olan küçük boyutlardaki bir turbojet motorun ön-film oluşumlu hava parçalamalı atomizere sahip yanma odası içerisindeki çift fazlı ve reaksiyonlu akış, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi ile analiz edilmiştir. Analiz edilen yanma odasının geometrisi, literatürde yer alan tasarım kriterleri çerçevesinde, bir boyutlu metodolojiler ve izotermal HAD simülasyonları ile oluşturulmuştur. Hava parçalamalı atomizerde oluşan spreyin karakteristikleri, atomizer içerisindeki çift fazlı akışın reaksiyonsuz HAD simülasyonları gerçekleştirilerek incelenmiştir. Sprey simülasyonlarında elde edilen damlacık çap ve hız değerleri, reaksiyonlu HAD simülasyonlarına sınır şart olarak girilmiştir. Reaksiyonlu simülasyonlarda, akışın türbülans ve yanma karakteristikleri, Realizable k-? ve Hibrit Eddy Break Up modelleriyle ele alınmış; bu modellerin ve HAD analizleri için kullanılan Star-CCM+ yazılımının güvenilirliği, bir türbülanslı yanma problemi olan Sandia Flame D deneyinin simülasyonları gerçekleştirilerek, kanıtlanmıştır. Hava parçalamalı atomizerde oluşan sıvı damlacıkların akışı ise Lagrange yaklaşımıyla hesaplanmıştır. Sprey simülasyonlarında, basınç atomizeri çıkışındaki birincil parçalanma, damlacıkların atomizer duvarına çarpması sonucu sıvı film oluşumu, duvar üzerinde oluşan sıvı filmin gaz fazı ile etkileşimi sonucu parçalanması ve gaz fazının yarattığı aerodinamik etkiler sebebiyle gerçekleşen ikincil damlacık parçalanması gibi olgular modellenmiş; sonuç olarak hava parçalamalı atomizerin ortalama 20 ?m çapında ve 15 m/s eksenel hıza sahip damlacıklar oluşturduğu görülmüştür. Reaksiyonlu simülasyonlar ile birlikte, yanma odası içerisindeki sıcaklık ve yakıt denge katsayısı dağılımı hesaplanmış; sonuç olarak, yanma verimi %97.4, RTDF değeri %16, OTDF değeri %28 ve toplam basınç kaybı %4.9 olarak bulunmuştur.
dc.description.abstractIn this study, two-phase reacting flow through a combustion chamber with a prefilming air-blast atomizer is analyzed using Computational Fluid Dynamics (CFD). The combustion chamber analyzed belongs to a small scale turbojet engine that will be used in unmanned aerial vehicles. According to predetermined design criteria, the geometry of the combustion chamber is formed by means of one dimensional design methodologies and isothermal CFD simulations. The characteristics of the spray generated by the airblast injector are investigated with the two phase non-reacting CFD simulations of the flow through the atomizer. Droplet size and velocity distributions obtained from the spray analysis are used as boundary conditions in the reacting simulations. Realizable k-? turbulence model is used for turbulent flow coupled with the Hybrid Eddy Break Up combustion model for reactions. CFD simulations of Flame D of Sandia Laboratories have been performed in order to validate these models and the code, Star-CCM+. In addition, the flow of the dispersed phase is computed with Lagrangian models. In the spray analysis, primary breakup at the exit of the simplex nozzle, film formation due to impingement of droplets to the atomizer wall, film breakup arising from wave instabilities in the wall film and secondary breakup of fuel droplets are modeled. It has been observed that, the airblast atomizer generates a spray with a 20 ?m mean diameter and 15 m/s axial velocity. Moreover, in the reacting simulations, temperature and equivalence ratio distributions inside the combustion chamber have been predicted. As a result, combustion efficiency, RTDF, OTDF and pressure drop values are found as %97.4, %16, %28 and %4.9 respectively.en_US
dc.languageTurkish
dc.language.isotr
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightsAttribution 4.0 United Statestr_TR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectEnerjitr_TR
dc.subjectEnergyen_US
dc.subjectHavacılık Mühendisliğitr_TR
dc.subjectAeronautical Engineeringen_US
dc.subjectMakine Mühendisliğitr_TR
dc.subjectMechanical Engineeringen_US
dc.titleÖn-film oluşumlu, hava parçalamalı atomizere sahip bir yanma odasının sprey ve yanma karakteristiklerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi
dc.title.alternativeComputational fluid dynamics analysis of spray and combustion characteristics of a combustion chamber with prefilming air-blast atomizer
dc.typemasterThesis
dc.date.updated2018-08-06
dc.contributor.departmentMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
dc.subject.ytmComputational fluids dynamic
dc.subject.ytmCombustion chamber
dc.subject.ytmLagrange approximation
dc.identifier.yokid443156
dc.publisher.instituteFen Bilimleri Enstitüsü
dc.publisher.universityTOBB EKONOMİ VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ
dc.identifier.thesisid316522
dc.description.pages118
dc.publisher.disciplineDiğer


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

info:eu-repo/semantics/openAccess
Except where otherwise noted, this item's license is described as info:eu-repo/semantics/openAccess