Kavramsal turbofan motoru komponent verimlerinin performans ve termodinamik indekslere etkilerinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında ticari uçaklarda kullanılan V-2500 motoruna oldukça benzeyen bir turbofan motorun parametrik çevrim denklemleri uygulanarak enerji ve performans analizleri yapılmıştır. Bu çalışmanın ana motivasyonu, S-V2500 motorunda fan, kompresör ve türbinin politropik verimi ile yanma odası basınç oranının net itki kuvveti, özgül yakıt tüketimi, ısıl verim ve toplam verim gibi performans parametreleri üzerindeki etkilerini gözlemlemektir. Açık literatürde turbofan motoru ile ilgili yapılan çalışmalara bakıldığında fan basınç oranının, türbin giriş sıcaklığının, kompresör basınç oranının ve by-pass oranının etkileri üzerine birçok çalışma bulunmaktadır. Ancak komponent verimlerinin performans metrikleri üzerindeki etkileri bu alanda eksiktir. Bu çalışmanın bir diğer amacı ise parametrik çevrim analizlerinden elde edilen ideal ve gerçek performans bulguları arasındaki farkı ortaya koymaktır. Ayrıca ideal ve gerçek durumlar için uçuş koşullarının motor parametreleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu analizler için özel kod geliştirilerek S–V2500 motoruna MATLAB ortamında termodinamik ve performans analizleri uygulanmıştır. Ayrıca, ana turbomakine komponent politropik verimlerinin turbofan motor performansı üzerindeki birleşik etkileri hem kalkış hem de seyir koşullarında incelenmiştir. Yani farklı yükseklik ve Mach değerlerinde parametrik analizler yapılmıştır. Böylece uçuş koşullarının S–V2500 motorunun performans metrikleri üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Diğer taraftan S–V2500 motoruna ilişkin parametrik çevrim denklemleri hem ideal hem de gerçek durumlar için analiz edilmiştir. Böylece ideal ve gerçek hesaplamalar arasındaki fark ortaya konularak mühendislerin motor performansının iyileştirilmesine yönelik karar vermelerine yardımcı olması hedeflenmektedir. Sonuç olarak, politropik verimi daha yüksek olan kompresör ve türbin komponentlerin elde edilmesi halinde turbofan motor toplam veriminin, dolayısıyla çevresel sürdürülebilirliğin başlangıç seviyesine göre daha üst seviyeye çıkarılabileceğini göstermektedir.