Güç türbini muhafazasının termal ortamının bir boyutlu termal-akış ağ çözücüsü ile incelenmesi

Bir gaz türbinli motor, yüksek sıcaklıkta anında değişen güç talebine ve çeşitli atmosferik koşullarda çalışacak şekilde tasarlanır. Bu beklentiler göz önünde bulundurulduğunda türbin giriş sıcaklığı ve malzeme seçimi, motorun bütünlüğünü korumak ve istenilen gücü elde etmek için en kritik parametreler arasındadır. Ancak türbin giriş sıcaklığı ne kadar yüksek olursa motorun ömrü o kadar kısa olur. Bu nedenle motor bileşenlerinin soğutulması hem dönen hem de sabit parçalarının dayanıklılığı, bütünlüğü, güvenilirliği ve kanat ucu açıklıklarının kontrol edilmesi açısından çok önemlidir. Ek olarak, termal ve ikincil hava sistemi tasarımı ısı yükünü ve soğutma havası dağılımını belirledikleri için güç türbini muhafaza soğutmasında önemli bir rol oynar. Konsept tasarımı aşamasında yeni bir soğutma sistemi oluşturmak için mühendislerin ilk danıştığı araç bir boyutlu simülasyon programlarıdır. Ancak literatürde uygun bir boyutlu modelleme metodolojisinin bulunmaması nedeniyle bu adım tasarımcılar için zorlayıcı olabilir. Bu tez, ön tasarım aşamasındaki herhangi bir türbin muhafaza geometrisi için bir boyutlu ağ modelleme metodolojisi sunmayı amaçlamaktadır. Bu anlamda, sıcaklık ve basınç sensörleri kullanılarak bir güç türbini muhafazasının sıcaklık dağılımını elde etmek için bir test kampanyası yürütülmüştür. Kurulan bir boyutlu model, testin kararlı noktaya ulaştığı andaki sonuçlarına göre doğrulanmıştır. Ayrıca, bir boyutlu modelin kritik geometrik konumların belirlenmesine ve modelin sınır koşullarından nasıl etkilendiğinin ölçülmesine yardımcı olan bir hassasiyet analizi gerçekleştirilmiştir. Ek olarak, bileşenlerin iletim yollarını değiştirerek muhafaza üzerindeki sıcaklık dağılımının nasıl değiştiğini incelemek için farklı bir soğutma sistemine sahip yeni bir muhafaza geometrisi tasarlanmıştır. Son olarak, duyarlılık analizinin sonuçları değerlendirilmiştir ve önerilen geometrinin avantajları ve dezavantajları ele alınmıştır.