FBE- Uçak ve Uzay Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/170

Gözat

Konu "..." ile FBE- Uçak ve Uzay Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Eksenel Akışlı Fan Tasarımı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 20.02.2014) Çalışkan, Mesut ; Edis, Fırat Oğuz ; 10027303 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace Engineering
    Fanlar endüstride ve ticari hayatta birçok uygulamalarda kullanılmaktadır. Havalandırma sistemlerinden rüzgar tünellerine ve uçak motorlarına kadar birçok alanda birçok uygulaması mevcuttur. Yaygın olarak kullanılan iki farklı çeşidi bulunmaktadır. Bunlar; eksenel ve radyal fanlardır. Radyal akışlı fanlar, akışkanı dönme eksenine dik şekilde atarlarken, eksenel akışlı fanlar ise dönme eksenine paralel akış oluşturmaktadırlar. Çalıştıkları ortamda basınç farkı oluşturmaktadırlar. Bu çalışma kapsamında eksenel akışlı fan tasarımı ele alınmıştır. Eksenel akışlı fanların da kendi içerisinde çeşitleri bulunmaktadır. Ancak, gerçekleştirilecek eksenel akışlı fan kovan tipli olacaktır. Tasarımın uygunluğu olarak rüzgar tünelinde kullanılabilir aerodinamiğe, yeterli debi ve verim sahip olması amaçlanmıştır. Benzer şekilde belirli bir seviye gücün altında çalıştırılabilir olması da tasarım amaçları arasında yer almaktadır. Tasarım, ihtiyaç duyulan asgari 15 m3/s hacimsel debiyi üretecek şekilde, uygun sayıda ve uygun aerodinamik yapıda pallere sahip olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Tasarımda ilk adım olarak var olan bilgiler ve isterler ile birlikte, temel analitik aerodinamik denklemlerin uygulanmasıyla bir boyutlu olarak nitelendirilebilecek sonuçlar oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlar ile, literatürde var olan parametrelerin uygunluğu ve makul değerlerde olması kontrol edilerek tasarım ilerlemesi sağlanmıştır. Sonuçların uygunluğu doğrultusunda, iki boyutta tek boyutlu sonuçlar irdelenerek, tasarım bir sonraki aşamaya taşınmıştır. Bu aşamada, akışkan hareketini yöneten denklemlerin çözümüne olanak sağlayan hesaplamalı akışkanlar dinamiği methodundan faydalanılmıştır. Çözüm için gerekli kontrol hacimleri kaba ve nitelikli ağ örgüsü şeklinde oluşturularak analizler gerçekleştirilmiştir. İki boyutta hızlı çözümler elde edilerek tasarım hakkında fikir sahibi olunmuş, profilin etkisi incelenmiş ve bir boyutlu sonuçlar elde edilmeye çalışılmıştır. Bu işlem fan palinin radyal doğrultusunda üç farklı noktada gerçekleştirilerek incelenmiştir. Palin kökünde, ucunda ve çevresel olarak alan ortalamalı olacak şekilde %50 sine denk gelen profil esas alınarak araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Nihai etkileri ve sonuçları anlamak için son aşama olarak gösterilebilecek üç boyutlu analiz uygulaması yapılmıştır. Bu uygulama çözüm süresi açısından uzun süreç oluşturduğu için tasarım adımında son sırada yer almaktadır. Üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi uygulanarak, gerçeğe daha yakın bir model simulasyonu oluşturulmuş ve üç boyutta etkileri inceleme olanağı sağlanmıştır. Tasarım sırasında aerodinamik analitik denklemlerinin çözümünde hızlı sonuç alınması ve çok fazla iterasyona olanak sağlayan turbomakina yazılımı kullanılmıştır. Akışkan hareketini yöneten denklemlerin çözümünde kullanılan sonlu hacimler programı için gerekli ağ örgüsünün de hızlı bir şekilde kullanımı için turbomakina yazılımından faylanılmış ve zaman olarak çalışmaya önemli ölçüde katkısı olmuştur.