YÜKSEK BYPASSLI TURBOFAN MOTORLARININ PERFORMANS ANALĐZLERĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYAR YAZILIMI

Transkript

1 Niğde Üniversiesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cil Syı, (), -4 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME Önder UAN, Đlky OHAN,.Hikme KAAKOÇ Andolu Üniversiesi, Sivil Hvılık Yüksek Okulu, Đki Eylül Yerleşkesi, 647,Eskişehir ÖZE Bu çlışmd, sivil yolu uçklrınd kullnıln yüksek bypsslı, yrık kışlı ve rdynmsız urbon moorlrının perormns nlizleri (srım noksı dışı) gerçekleşirilmiş, uçuş Mh syısının moor ikisi, özgül ykı sriyı, hv debisi, bypss ornı, düzelilmiş hv debisi, n ve kompresör sıkışırm ornlrı üzerindeki ekileri, rklı irilr ve seslı uçuşlr için inelenmişir. Bu nlizlerin ypılbilmesi için isul Bsi 6. progrmlm dilinde bir yzılım gelişirilerek bu yzılımdn elde edilen perormns eğrileri çıklnmışır. Anhr Kelimeler: Yüksek Bypsslı urbon, erormns Anlizi, Ön srım, Đki, Uçk Gz ürbini DEELOMEN OF SOFWAE FO EFOMANCE ANALYSIS OF HIGH BYASS UBOFAN ENGINES ABSAC In his pper, perormne nlysis (o-design) o high bypss urbon engines wih sepre low nd no erburning used in ommeril irr ws invesiged nd hen hrus, speii uel onsumpion, ir mss low re, bypss rio, orreed mss low re, n nd ompressor pressure rio o he engine were hrerized in dieren liudes nd subsoni ligh Mh numbers. A sowre progrm ws developed in isul Bsi 6. progrmming lnguge on his purpose. Some perormne urves in he newly developed sowre progrm were explined in his pper. Keywords: High Bypss urbon Engines, erormne Anlysis, reliminry Design, ropulsion, Airr Gs urbine. GĐĐŞ Günümüzde or ve uzun menzilli sivil yolu ve krgo şımılığı gerek ülkemizde gerekse düny üzerinde büyük bir ivme kznmışır. 6-5 yıllrı rsınd düny üzerindeki iri hv şımılığınd kullnılk uçklrın ve bu uçklr i moorlrın pzr rşırmsı moor ypımılrı rındn ypılmışır. olls-oye irmsının [] ypığı pzr rşırmsın göre önümüzdeki yıllık süreçe 3 koluk kpsieli yolu uçklrının pzr hkim olğı görülmüşür. zrd ikini sıryı iş jeleri lmk, 4 ve üzeri koluklu yolu uçklrının ise pzrd en düşük py ship olduklrı öngörülmüşür. Önümüzdeki 5 yıllık süreçe moor iki değeri kn ( 45 lb) oln moor grubunun de olrk lider konumd olduğu, değer bzınd ise pzrın liderliğini kn ve üsü (75 lb ve üsü) iki grubun bırkığını ve ikini sıry gerilediği görülmekedir. urboprop moorlr ise her iki kegoride pzrd en z py shipir []. Uçk moor pzrındki dğılım doğl olrk uçk pzrının dinmiğini ve dğılımını d gösermekedir. Uçk moor pzrı, uçk klkış iki değerine göre sınılndırılır. Bu ynı zmnd uçk sınılndırmsı için de bir reerns değer olbilmekedir. Örneğin klkış ikisi 6.69 kn (6 lb) oln uçklr küçük iş jeleri, kn (6- lb) rsınd olnlr bölgesel jeler ve güçlü iş jeleri, 97.6 kn-.7 kn (-45 lb)

2 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ rlığınd olnlr ek koridorlu,.7 kn (45 lb) değerinden dh yüksek olnlr ise çi koridorlu uçklr olrk sınılndırılbilir. Đki gruplrı mksimum iki değerine göre sınılndırılrk syı ve değer bzınd moor dğılımı blo de göserilmişir. blo. Uçk moor dğılımı [] Kegori Syı Değer (milyr $) urboprop <3.34 kn (<3 lb) kn (3-6 lb) kn (6-lb) kn-97.7 kn (- lb) kn (-45 lb) kn (45-75 lb) 7934 > kn (>75 lb) 5 93 oplm 47 6 Yukrıd çıklnn pzr rşırmsın göre or ve uzun menzilli yolu ve krgo uçklrının pzr hkim olğı görülmekedir. Bu uçklrd kullnıln moor ipi ise Şekil de bir örneği göserilen yüksek bypsslı, yrık kışlı ve rdynmsız bir urbon moorudur. Şekil. Yüksek bypsslı urbon mooru [] Or ve uzun menzilli yolu ve krgo şımılığınd yüksek bypsslı moorlrın kullnılmsının sebebi özgül ykı sriyının urboje, krışık kışlı urbon gibi diğer moor iplerine göre düşük olmsıdır. Özgül ykı sriyı, ıpkı özgül iki gibi bir moor perormns prmeresi olup bir moor ipinin diğer moor ipleriyle krşılşırılmsınd önemli bir ölçüür. iri uçklrın moorlrının srımınd bu değerin en küçüklenmesi mçlnır. Özgül ykı sriyı, özgül iki, eorik (ısıl) verim, iki verimi ve oplm verim gibi prmereler moorun srım prmereleridir ve mmıyl srımının seçimine bğlı olrk prmerik nliz (on-design vey nliz srım noksı) denklemleriyle hesplnırlr. rmerik nlizlerde srımının belirlediği srım değişkenlerine göre moorun özgül iki, özgül ykı sriyı gibi değerleri hesplnır. erormns nlizler ise srım noksı belirlenmiş bir moorun, srımının belirlediği prmerik değerleri reerns lrk gerçek çlışm şrlrındki perormns değerlerini hesplr. erormns hesplmlrının ypılmsı için prmerik nlizlerinin ypılmsı gerekmekedir. Bu sebeple gelişirilen yzılım öne srım noksı hesplmlrı ypmkdır. Dh sonr bu değerler reerns lrk moor perormns nliz denklemleri kullnılır ve perormns eğrileri çizilebilir [3-5].

3 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME. YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOUNUN EFOMANS ANALĐZĐ Yüksek bypsslı urbon moorun i prmerik ve perormns nliz denklemlerini çeşili kynklrd bulmk mümkündür [3-]. Şekil de yüksek bypsslı bir urbon moorunun issyon numrlndırılmsı göserilmişir. Şekil. Yüksek bypsslı urbon moorunun issyon numrlndırmsı [] Her bir moor bileşenin giriş ve çıkış koşullrı issyon numrsın göre belirilmekedir. Moor perormns nlizleri, prmerik nlizlerle ykındn ilişkilidir. rmerik nlizlerde kompresör sıkışırm ornı, ynm odsı çıkış sıklığı ve uçuş koşullrı gibi prmereler bğımsız olrk seçilebilir. rmerik nlizlerde srım koşullrın göre moorun özgül perormnsı olrk dlndırıln özgül iki ve özgül ykı sriyı gibi değerleri hesplnır. rmerik hesplmlrdki bu srım girdi değerleri srım noksı vey reerns değerler olrk isimlendirilir. Yüksek bypsslı bir urbon moorunun gerçek -s diygrmı Şekil 3 e göserilmişir. blo. Đssyon numrlrının çıklmlrı Đssyon no Açıklm Đssyon no Açıklm moser 3 ynm odsı çıkışı uçk mooru r yüzü 4 ilk ürbin sor çıkışıroor girişi n giriş 4 soğum sonrsı H çıkışı n birinil kım çıkışı 44 L girişi 3 Fn ikinil kım çıkışı 45 ynm odsı çıkışı 5 HC girişi 5 soğum sonrsı L çıkışı 6 bypss çıkışı 6 ynmış gzlrın moordn çıkışı bypss lülesi boğz bölgesi egzos lülesi boğz bölgesi 3 son kompresör kdemesi çıkışı Çevrim nlizleri ypılırken; Ynm odsı önesinde, l indisi kompresörü ide emeke olup;, özgül ısılr ornı;, gz sbii; C p, sbi bsınç özgül ısı değerleri sbiir ve kışkn gz, mükemmel gzdır. Ynm odsı sonrsınd, l indisi ürbini ide emeke olup;, özgül ısılr ornı;, gz sbii; C p sbi bsınç özgül ısı değerleri sbiir ve kışkn gz, mükemmel gzdır. Kompresör, n ve ürbin verimleri nımlnırken sbi poliropik verim ideleri her bir bileşen için yrı yrı verilmiş olup bu değerler sbiir. 3

4 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ Şekil 3. Yüksek bypsslı urbon moorunun gerçek (kyıplı hldeki) -s diygrmı [3] Bu çlışmd, uçuş Mh syısının (M ) seslı hızlrdki ( M <) değerleri lınrk, blo 3 ve blo 4 e verilen prmerik ve perormns srım noksı syısl değerlerine göre nlizler ypılmışır. Anlizlerde uçuş Mh syısın bğlı olrk moorun ikisi, özgül ykı sriyı, düzelilmiş hv debisi, bypss ornı, n ve kompresör sıkışırm ornı değişimleri inelenmişir. Bu çlışmd nlize konu oln prmereler kıs şu şekilde çıklnbilir: Đki, moorun momenum rkındn dolyı oluşn kuvveir. Moord kullnıln kış debisi ve moor giriş-çıkışındki hız rkı ikinin büyüklüğünü ekilemekedir. Özgül ykı sriyı, birim iki bşın düşen ykı debisinin bir idesidir. Düzelilmiş hv debisi, deniz seviyesine indirgenmiş hv debisi olup nlize konu oln iridki hv debisinin düzelme ksyısıyl çrpımıdır. Bypss ornı, ndn geçen hv debisinin, çekirdek moordn geçen hv debisine ornıdır. Fn sıkışırm ornı, n çıkışındki hvnın oplm bsınının, n girişindeki oplm bsın ornıdır. Kompresör sıkışırm ornı, n çıkışındki hvnın oplm bsınının, n girişindeki oplm bsın ornıdır. Bu çlışmd örnek olrk ele lınn yüksek bypsslı moor i prmerik ve perormns nliz denklemleri Ek- ve Ek- de blolr hlinde deylı bir şekilde verilmişir. Ayrı prmerik hesplmlrl perormns hesplmlrın i kış diygrmı Ek-3 e göserilmekedir. Denklemlerin oldukç krmşık olmsı nlşılmsını güçleşirmekle birlike hngi değişkenlerin birbiri ekilediği görülmesi bkımındn yrrlı olğı düşünülmekedir. 3. GELĐŞĐĐLEN YAZILIM YADIMIYLA YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOUNUN EFOMANS ANALĐZĐ Yüksek bypsslı urbon moorunun gerek srım noksı (prmerik nliz) gerekse srım noksı dışı (perormns nlizi) hesplmlrını ypn isul Bsi 6. progrmlm dilinde urn [] rındn gelişirilen yzılım 4. bölümde çıklnk olup, bu bölümde gelişirilen yzılımdn elde edilen perormns nliz sonuçlrı çıklnmışır. Gelişirilen yzılımın menülerinde yüksek bypsslı urbon moorun i issyon numrlrı ve moor perormns eğrileri bulunmkdır. Ayrı ekrn görünülerinde moor prmerelerini simgeleyen kıslmlrın çıklmlrı ve bu prmerelerin birimleri yzılımın içerisinde ekrn görünüsü olrk bulunmkdır. Böylelikle srımı kullnıln simgelerin ne nlm geldiğini ekrn görünülerine bkrk nlybilir. Anlizler için blo 3 deki prmerik değerler ve blo 4 deki perormns değerleri lınrk hesplnmışır. blo 3 ve blo 4 eki l indislerdeki hrler moor bileşenlerini, syılr ise issyon numrlrını gösermekedir. Đssyon numrlrının nlmlrı blo de, indis hrleri ise simge ve kıslmlr bölümünde verilmekedir. 4

5 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME blo 3. urbon moorun i prmerik nliz giriş değerleri M (K) h π 4 (K) Cp Cp (kjkg) kj(kg.k) kj(kg.k) π p 4 p3 p 9 p3 e e e η b η m p p9 p p blo 4. urbon moorun i perormns giriş prmereleri eerns değerler: blo 3 deki değerler, reerns değerler olrk lınmışır 4 (K) 393 M < iri< km blo 3 ve blo 4 eki değerlere göre uçuş Mh syısı ile nlize konu oln moor ikisi, özgül ykı sriyı, düzelilmiş hv debisi, bypss ornı, n ve kompresör sıkışırm ornı prmerelerinin değişimi Şekil 4 en Şekil kdr oln griklerde göserilmekedir. Bu griklerde yrı CFM56-B ve 7B modelleriyle, B-54B ve 5-A5 moorlrının griklere ilişkin değerleri [] verilerek krşılşırm ypılmsın olnk sğlnmışır. Şekil 4 e iki değerinin uçuş Mh syısıyl rklı irilrdki değişimi göserilmişir. 3 5 CFM56-B CFM56-7B6 B-54B 5-A5 SL.5 km 3 km 4.5 km 6 km 7.5 km 9 km km km İki, F (kn) Uçuş Mh syısı, M Şekil 4. Frklı irilrd iki değerinin uçuş Mh syısıyl değişimi [] Şekil 4 e göre uçuş Mh syısının rmsı, iki değerini düşük irilrd zlmkdır. Đri rıkç iki değerinin zldığı görülmüşür. Đri rıkç hvnın yoğunluğu zlmk, dolyısıyl moorun ikisi de zlmkdır. Yüksek irilrd (6 km den sonr) ikinin uçuş Mh syısıyl değişimi düşük irilr çok z değişim gösermekedir. Bu sonuç, perormns nliz denklemleriyle üreilmiş bir sonuçur. 5

6 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ 4 CFM56-B CFM56-7B6 B-54B 5-A5 Özgül ykı sriyı,sfc [gskn] 6 4 SL.5 km 3 km 4.5 km 6 km 7.5 km 9 km km Uçuş Mh syısı, M Şekil 5. Uçuş Mh syısıyl hv özgül ykı sriyının değişimi [] Şekil 5 e özgül ykı sriyıyl uçuş Mh syısının rklı irilrdki değişimi göserilmişir. Đrinın rmsı hvnın yoğunluğunu zlğındn, moor giren hv debisinin dh z olmsı nlmın gelmekedir. Dolyısıyl gerekli ikinin elde edilmesi için dh zl ykı ihiyç olmkdır. Uçuş Mh syısının rmsı, ikiyi zlmkdır. Özgül ykı sriyı denkleminde (bu denklemler Ek bölümünde deylı olrk verilmişir), iki kuvvei pyddır ve bu değerin zlmsı özgül ykı sriyını rırmkdır. Şekil 6 d ise uçuş Mh syısıyl hv debisinin değişimi rklı irilr için verilmişir. CFM56-B CFM56-7B6 B-54B 5-A5 Hv debisi, m (kgs) 6 4 SL.5 km 3 km 4.5 km 6 km 7.5 km 9 km km km Uçuş mh syısı, M Şekil 6. Uçuş Mh syısıyl hv debisinin değişimi [] 6

7 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME Şekil 6 y göre uçuş Mh syısının rmsı hv debisi rmkdır. Yüksek hızd uçulduğund çrpm (rm) ekisiyle hv lığındn dh zl kış olmkdır. Đriyl hv yoğunluğu zldığındn, hv debisi yüksek irilrd zlmkdır. Uçuş Mh syısı ve iri rıkç, hv debisinin değişimi doğrusl ykın bir değişim gösermekedir. Şekil 7 de uçuş Mh syısının düzelilmiş hv debisi üzerindeki ekisi göserilmişir. Düzelilmiş hv debisinin belirli bir uçuş Mh syısın kdr zldığı ve iri rıkç sbi kldığı görülmüşür. Bunun sebebi Ek bölümünde düzelilmiş hv debisi için verilen denklemde, uçuln iridki oplm sıklık ve oplm bsınç değerlerinin deniz seviyesine ornlrındn oluşn ksyının değişimiyle ile ilgilidir. Bu değişim, sndr moser blolrıyl d çoğu kynk verilmekedir. Şekil de uçuş Mh syısıyl bypss ornının değişimi göserilmişir. Uçuş Mh syısı rıkç düşük irilrd bypss ornının rığı ve iri rıkç bypss ornının sbi kldığı görülmüşür. Bu durum nk perormns nliz denklemleriyle çıklnbilmekedir Düzelilmiş hv debisi,m (kgs) SL.5 km 3 km 4.5 km 6 km Uçuş Mh syısı, M 9.4 Şekil 7. Uçuş Mh syısıyl düzelilmiş hv debisinin değişimi [] 9.. Bypss ornı 9..6 SL.5 km 3 km 4.5 km 6 km Uçuş Mh syısı, M Şekil. Uçuş Mh syısıyl bypss ornının değişimi [] 7

8 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ Kompresör sıkışırm ornı, 9 7 CFM56-B CFM56-7B6 B-54B 5-A5 SL.5 km 3 km 4.5 km 6 km Uçuş Mh syısı, M Şekil 9. Uçuş Mh syısıyl n sıkışırm ornının değişimi [] Şekil 9 d ise bypss ornının uçuş Mh syısıyl n sıkışırm ornının değişimi göserilmişir. Düşük irilrd uçuş Mh syısının rmsıyl n sıkışırm ornının zldığı görülmüşür. Şekil d ise kompresör sıkışırm ornının uçuş Mh syısıyl değişimi göserilmişir. Düşük irilrd uçuş Mh syısının rmsıyl kompresör sıkışırm ornının zldığı görülmekedir. Đri rıkç kompresör sıkışırm ornındki zlmnın yvşlmkdır. Örneğin 6 km irid bu değerler uçuş Mh syısındn bğımsız olmkdır CFM56-B CFM56-7B6 B-54B Fn sıkışırm ornı, A5 SL.5 km 3 km 4.5 km 6 km Uçuş Mh syısı, M Şekil. Uçuş Mh syısıyl kompresör sıkışırm ornının değişimi [] Şekil 9 ve Şekil d n ve kompresör bsınç ornlrının denklemlerinde pydd bypss ornı yer lmkdır. Şekil 9 dki bypss ornının değişmesine ers ornılı olrk n ve kompresör bsınç ornlrı d değişmekedir.

9 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME 4. YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOU ĐÇĐN GELĐŞĐĐLEN YAZILIM Şekil ve Şekil de gelişirilen yzılım i srım giriş ve prmerik hesplm menüleri verilmekedir. Ek-3 de yzılımın kış şemsı verilmişir. Şekil. Yüksek bypsslı urbon moorunun prmerik giriş menüsü [] Şekil. Yüksek bypsslı urbon moorunun prmerik hesplm menüsü [] 9

10 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ Şekil 3 de ise bu çlışmd nlıln perormns nliz hesplmlrın ilişkin yzılım ekrnı görülmekedir. Şekil 3. Yüksek bypsslı urbon moorunun perormns hesplm menüsü [] Lierürde uçk gz ürbinli moorlrın çevrim perormnsını hesplyn Mingly [3] ve Kurzke [] rındn gelişirilen yzılımlr mevuur. Ank bu yzılımlrın bzılrının üreli olmsı ve deneysel sonuçlrl elde edileek kodlrın kullnılbilmesi ve yzılım ilve edilebilmesi için yeni bir yzılım gelişirilmişir. 5. SONUÇ E ÖNEĐLE Bu çlışmd; ) Yüksek bypsslı urbon moorlrının prmerik ve perormns nlizlerini gerçekleşirmek için gelişirilen yzılım çıklnmışır. b) Uçk ikisinin hesplnmsı, denklemlerin krmşıklığı ve hesplmlrd iersyon gerekirmesi sebebiyle oldukç zmn lmkdır. Gelişirilen bu yzılım syesinde hesplmlr kıs sürede ve güvenilir bir şekilde ypılbilmekedir. ) Bir uçk iki sisemi srlnırken, özgül ykı sriyının enküçüklenmesi, özgül ikinin en büyüklenmesi, verim değerlerinin enbüyüklenmesi gibi mç onksiyonlrı doğrulusund kompresör sıkışırm ornı, n sıkışırm ornı ve bypss ornı gibi değişkenlerin perormns değerleri üzerine ekileri bilinmelidir. Gelişirilen yzılım yrdımıyl uçuş Mh syısıyl bu çlışmd ele lınn moorun emel perormns değişkenlerinin değişimi inelenmişir. Yzılımdn elde edilen syısl değerlere bğlı grikler yrdımıyl yüksek bypsslı urbon moorunun ermodinmik çevrim krkerisiği belirlenmişir. d) Elde edilen sonuçlrl gerçeke iml edilmiş ve kullnıln bzı iki sisemlerinin özellikleri krşılşırılmış ve bu moor değerlerinin, bu çlışmd elde edilen griklerdeki verilerle uyum sğldığı görülmüşür. e) Gelişirilen yzılımdn elde edilen prmerik nlizlerde kompresör sıkışırm ornı, bypss ornı ve n sıkışırm ornı gibi serbes değişkenler seçilerek çok mçlı onksiyon (muliobjeive) problem ypısı oluşurulup bir eniyileme (opimizsyon) çözümlemesinin ypılbileeği görülmüşür. 3

11 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME KAYNAKLA ) Đleride ypılk çlışmlr için mç onksiyonu olrk özgül ykı sriyının enküçüklenmesi, ynı zmnd özgül ikinin enbüyüklenmesi gibi çok mçlı onksiyon ele lınıp çözümleme ypılbilir. Böylelikle iki gurubundn isenilen eniyi perormns ön srım için elde edilebilir. g) Bu çlışmd gelişirilen yzılım yukrıd nlıln eniyileme problemlerini çözebilen bir menü eklenebilir. h) Yzılımın en önemli özelliklerinden bir nesi, yeni değişkenlerin ilve edilebilmesidir. Dolyısıyl moor srım prmerelerinin bir onksiyonu oln moor ğırlığı, emisyon ve gürülü seviyesi gibi ilve perormns özelliklerinin yzılım eklenmesi moorlrın perormns özelliklerinin dh ekin değerlendirilmesini sğlykır. i) Sonuç olrk hem uçk gz ürbinleri lnınd eğiim gören öğrenilere hem de bu konud ypılk A-GE çlışmlrınd kullnılmk mıyl gelişirilen bu yzılımın ve yzılımdn elde edilen sonuçlrın ydlı olğı düşünülmekedir. [] hp: []hp: [3] MAINGLY, D., J., Elemens o Gs urbine ropulsion, MGrw-Hill, Inernionl Ediions, Singpore, 996. [4] MAINGLY, D., J., HEISE, H.,W. ve A,.,D., Airr Engine Design, Seond Ediion, AIAA Eduion Series, A.B.D.,. [5] MAINGLY, D., J., D., J., HEISE, H.,W. ve A,.,D., Airr Engine Design, hird rining, AIAA Eduion Series, A.B.D., 97. [6] HILL,. ve EESON, C., Mehnis nd hermodynmis o ropulsion, Seond Ediion, Addison Wesley ublishing Compny, A.B.D., 99. [7] OAES, C.,G., Aerohermodynmis o Gs urbine nd oke ropulsion, Fourh rining, AIAA Eduion Series, A.B.D., 9. [] COHEN, H., OGES, G., F. ve SAAANAMUOO, H.,I., Gs urbine heory, 4h Ediion, Longmn Group Limied, Englnd, 996. [9] BAHIE, W.,W., Fundmenls o Gs urbines, Seond Ediion, John Wiley&Sons, A.B.D., 996. [] UAN, Ö, Gz ürbinli Moorlrd erormns Anliz ve Değerlendirme rogrmlrı, Yüksek Lisns ezi, Andolu Üniversiesi, Fen Bilimleri Ensiüsü, Eskişehir,. [] KUZKE, J., GASUB user mnuls [] UAN, Ö., urbon Moorlrının Eliizmli Geneik Algorim Yönemiyle Opimizsyonu, Dokor ezi, Andolu Üniversiesi Fen Bilimleri Ensiüsü, Eskişehir, 7 [3] MAINGLY, J., ONX ve OFFX progrmlrı Simgeler ve Kıslmlr Dizini : Ses hızı (ms) A : Aln (m ) C p : Sbi bsınç özgül ısı (kjkg-k) C v : Sbi himde özgül ısı (kjkg-k) C O : Aksesur şı güç ksyısı e : oliropik verim : Ykı-hv ornı F : Đki; kuvve (kn) F m& : Özgül iki (N.skg) g : Newon sbii h : Özgül enlpi (kjkg) h : Ykıın l ısıl değeri (kjkg) HC : Yüksek bsınç kompresörü H : Yüksek bsınç ürbini L : Alçk bsınç ürbini m& : Külesel debi (kgs) 3

12 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ M MF N M SL SFC SFC w β ε η i η m η mh η ml η m δ π θ τ τ λ : Mh syısı : Akış prmeresi : Moor devri : Bsınç () : Üniversl gz sbii (m (s -K)) : Dkikdki devir syısı (rds) : Deniz seviyesi : Özgül ykı sriyı (gkn.s vey mgn.s); : Sıklık (K) : Đki özgül ykı sriyı (gkn.s vey mgn.s) : Hız (ms) : Özgül iş (kjkg) : Bypss ornı : Besleme hv ornı : Soğum hvsı ornı : Đznropik verim : Meknik verim : Yüksek bsınç şı meknik verimi : Alçk bsınç şı meknik verimi : Aksesur şı meknik verimi : Özgül ısılr ornı : Boyusuz bsınç ornı : Bsınç ornı : Boyusuz sıklık ornı : Sıklık ornı : Ynm odsı için nımlnn enlpi ornı Al ve üs indisler b i C H d e DB engine F n m mh ml m n O e spe Spool H r : bileşeni : Ynm odsı; ynm : Kompresör; düzelilmiş : Đdel kompresör işi; i noksınd düzelilmiş hv debisi : Moorun gz jenerör bölümü : Yüksek bsınç kompresörü : Hv lığı : Çıkış : Du ynm odsı : Moor : Fn; ykı : Fn kımı : Fn nozul : Soğum krışım odsı : Yüksek bsınç şı : Alçk bsınç şı : Güç rnser şı : Nozul : oplm : eerns koşullr : Deniz seviyesi reerns koşullrı : Hv lığı sndrdı : Ş : oplm vey durgunluk; ürbin : Isıl : Serbes kım 3

13 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME Ek- Ayrık kışlı urbon moorunun gerçek prmerik nliz denklemleri blo E. Girdi ve çıkı değerleri Girdi prmereleri M,,, C p,, p, h, π dmx, π b, π n π n, π n, e, e, e, η b, η m, 9, 9, 4, π, π, Çıkı prmereleri F m& ƒ, SFC, η H, η, η O blo E. rmerik denklemler denklem no denklem no (e.) ( -) C π - (e.) p η τ - (e.) ( -) ( e ) (e.) C τ p π g (e.3) ( -) π - (e.) η τ - M (e.4) τλ -τ rτ hηb ( C p )-τλ - τr M (e.5) τ [ τ - ( τ ) ] τ - r ηmτλ ( ) (e.3) (e.4) ( -) π r τ (e.6) p r 9 p ( p p9 )π rπdππbππn (e.5) π d π d mxηr (e.7) ( -) (e.6) p9 M 9 ( ) - - p C p 4 τλ (e.) τλτ C (e.7) 9 p C p ( ( p p ) -) 9 9 C p ( -) ( e ) τ π (e.9) 9 (e.) 9 M 9 blo E. (devm) 33

14 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ p9 p9 ( p p9 )π rπdπ π n (e.9) F m& ( ) 9 g ( ) g 9 ( ) M ( ) M 9 9 (e.3) - p9 M 9 ( ) - - p 9 τλτ ( -) ( p 9 p9 ) 9 9 M9 (e.) (e.) SFC ( )( F & ) m ( ) M ( ) 9 F M 9 M 9 9 M η ( )( 9 ) ( 9 ) ( ) M (e.) [( ) ( ) ] ηh [ ] [( )( 9 ) ( 9 ) ( ) M ] h ( ) (e.4) (e.5) (e.6) (e.7) AB DB η η H η (e.) Ek- Ayrık kışlı urbon moorunun perormns nlizi iri sübsonik şımılık kullnıln uçklrın moorlrı genellikle iki şlı, ykınsk lüleli ve yrık kışlı urbon moor ipine shipirler. Egzos lülesinde boğz bölgesi sbi lnlıdır. Egzos bölgesinde durgunluk bsınımoser sik bsını ornı eğer [( ) ] ( ) değerine eşi vey büyükse kış boğulmuşur (hoked). Egzos boğulmmış (unhoked) kış söz konusuys lüle çıkış bsını moser bsının eşi ve çıkış Mh syısı seslıdır (sübsonikir). blo E3 de perormns nliz değişkenleri verilmekedir. blo E3. Ayrık kışlı urbon moorunun perormns nliz değişkenleri [3] Bileşen Değişkenler Bğımsız Sbi y d bilinen Bğımlı Moor M,, m&, Diüzör π d ( ) Fn HC Ynm odsı 4 π b, ηb H L blo E3. (devm) An egzos lülesi π H, τ M H π, τ π H, τ π L, τ π n M H L 34

15 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME Fn egzos lülesi π n M oplm 4 blo E4 ve blo E5 de perormns nliz için girdi ve çıkı değerleri verilmekedir. blo E4. Ayrık kışlı urbon moorunun perormns nliz girdi değerleri [3] Uçuş prmereleri M,, Güç düzeyi 4 srım sbileri πd mx,πb,πh,π n,τh,η,ηh,ηb,ηmh,ηml,,c p,c p,h eerns koşullr Bileşen dvrnışı M,,,τr, πr, 4 πd,π,πh,πl,τ,τh,τl,,m, M blo E5. Ayrık kışlı urbon moorunun perormns nliz çıkı değerleri [3] oplm perormns Bileşen dvrnışı F,m&,SFC,η,ηH, ηo π,πh,πl,τ,τ H,τL,,,M,M, N n, N Hspool Egzos bsını, Ayrık kışlı urbon moorunun perormns nlizlerinde kullnıln denklemler şğıdki gibidir: C p (e.9) C p (e.3) g (e.3) M (e.3) τr M (e.33) π r τ r (e.34) η r M (e.35). 35 η r -. 75( M ) M > π d πd mxηr (e.36) Bşlngıç değerleri şğıdki τ L τl,τ τ olrk lınır. τλ τ τ r τ H ( τh ) (e.37) ( τλ τ r ) τ [ ( ) ] ( ) τ η π (e.3) H H H [ ( ) ] ( ) τ η π (e.39) Egzoski hesplmlr ise şğıdki denklemlerde verilmişir: 35

16 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ πrπdπ π n (e.4) ( ) Eğer < ise; (e.4) ( ) denklemi elde edilir. Eğer < değilse; ( ) (e.4) ( ) M (e.43) πrπdπ πhπbπhπlπn (e.44) denklemleri yzılbilir. ( ) Eğer < ise; (e.45) ( ) eşiliği yzılbilir. Eğer < değilse; ( ) (e.46) ( ) M (e.47) denklemleri yzılır. Diğer perormns hesplm denklemleri şğıdki gibidir: ( M ) ( M ) πh τλ τr MF (e.4) πh ( τλ τ r ) MF τl τλ τr τ ( τ ) (e.49) ( τl ) ( τλ τr ) τl ( ( ) η L π ) (e.5) L ( M ) ( M ) τl MF πl πl τl MF (e.5) Eğer τl öneki değerinden. limii içerisinde değilse, ekrr iersyon ypılır. π rπdπ πh 4 m& m& ( π rπdπ πh ) 4 (e.5) τλ τrτ τh hηb C p τ (e.53) ( ) λ 36

17 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME 37 ( ) ( ) L H λ p p τ τ τ C C (e.54) M (e.55) ( ) ( ) r τ τ (e.56) M (e.57) [ ] ( ) [ ] ( ) ( ) M g M g m F & (e.5) ( ) m F m F SFC & & (e.59) m m F F & & (e.6) ( ) ( ) ( ) r r n π π τ τ N N (e.6) ( ) ( ) ( ) H H r r Hspool π π τ τ N N (e.6) [ ] ( ) H h g m η & (e.63) ( ) [ ] ( ) M m F g η & (e.64) H O η η η (e.65) Ek-3-Ayrık kışlı urbon moorun i yzılımın kış şemsı

18 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ Yüksek bypsslı urbon srım giriş ormu Đssyon numrlrı An menüye dön rmereleri gir erormnsı hespl Yüksek bypsslı urbon srım perormns ormu rmereleri dosyy kyde Dosy dı mesjı erormns grikleri srım dışı nliz giriş menüsü mm 3

19 YÜKSEK BYASSLI UBOFAN MOOLAININ EFOMANS ANALĐZLEĐ ĐLE ĐLGĐLĐ BĐLGĐSAYA YAZILIMI GELĐŞĐME An menüye dön srım giriş ormundn reerns prmereleri l srım noksı dışı giriş prmereleri τ ' τ' N τ L, τ' veπ Lnin ilk değerleri τh, πh, π',9',9,m9 9,M9', 9',, τ' N, τl, πl Hyır τ ' N -τ ' m N <. Eve m& N - m& <. Hyır Eve Diğer prmereleri hespl rmereleri dosyy kyde Yüksek bypsslı urbon mooru srım dışı perormns ormu Dosy dı mesjı mm srım dışı perormns grikleri srım dışı nliz giriş menüsü Ek-4 Boyusuz ve Düzelilmiş Bileşen erormns rmereleri 39

20 Ö.UAN, Đ.OHAN,.H. KAAKOÇ Bsınç ve sıklık değerleri, deniz seviyesi sik sndr koşullrdki bsınç ve sıklık değerlerine bölünmesiyle boyusuz prmereler elde edilmekedir. Boyusuz bsınç ve sıklık prmereleri δ veθ ile göserileek olurs, i δi (e.66) re i θi (e.67) re re 35, re. K değerlerine shipir. Bu reerns değerler deniz seviyesi sik koşullrdki bsınç ve sıklık değerleridir. 4