Experimental and numerical investigation of radial-radialswirlers under different confinement conditions
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK BİLİMİ VE TEKNOLOJİLERİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: FIRAT KIYICI
Danışman: Mustafa Perçin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Modern gaz türbin motorlarında, alev kararlılığı sıklıkla akış alanına döndürücü vasıtasıyla dönen bir hava momentumu verilerek sağlanmaktadır. Döndürücüler doğası gereği akış ve çevresel koşullara duyarlıdır ve geometride yapılacak en ufak bir değişiklik akış alanında ciddi değişiklikler meydana getirmektedir. Döndürücü kanallarının dönüş yönü dönürücü performansını etkileyen parametrelerin başında gelmektedir. Literatürde döndürücü kanallarının dönüş yönü genellikle sabit hapsetme oranlarında incelenmiştir ve sonuçlar eş- ve ters- dönüşlü döndürücülerin performanslarının birçok açıdan farklı olduğu görülmüştür. Bu çalışmada, döndürücü kanallarının dönüş yönü farklı hapsetme oranlarında ve 1.2 sabit toplam dönüş sayısında 2 boyutlu-2 hız komponentli Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme Tekniği ile izotermal koşulda incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre eş- ve ters- dönüşlü döndürücülerin performansı hapsetme oranından ters şekilde etkilenmektedir. Hapsetme oranı arttıkça dönen jetin radyal açılması ters- dönüşlü döndürücüde azalırken eş-dönüşlü döndürücüde ise artmıştır. Bütün hapsetme oranı seviyelerinde eş-dçnüşlü döndürücüde daha fazla radyal açılma gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, Reynolds-Ortalamalı Navier Stokes analizleri de deneysel sonuçları desteklemek için gerçekleştirilmiştir ve hapsetme duvarı olan durumdaki deneylerle tutarlı sonuçlar elde edilmiştir. Hapsetme duvarı olmayan koşullarda ise Büyük Burgaç Simülasyonu gerçekleştirilmiştir ve deneyle uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca, Spektral-POD analizleri gerçekleştirilerek hapsetme oranının koherent akış yapılarının dinamik karakteristiği üzerindeki etkisi incelenmiştir. Spektral-POD sonuçları 1.2 kHz'deki tekli bir helisel yapının eş- ve ters-dönüşlü döndürücü için bütün hapsetme oranlarında görüldüğünü ortaya çıkartmıştır. Ayrıca, Spektral-POD mod şekilleri hapsetme oranının düşük frekanstaki evrensel kararsızlık modlarını ya da yüksek frekanstaki mod yapılarını bastırabildiğini göstermiştir. Son olarak, dönüş sayısı aynı tutulacak şekilde kanal sayısını değiştirmenin devinen girdap çekirdeği frekansına bir etkisi olmadığı gözlemlenmiştir.