Gaz Türbinli Motor Sistemleri

104371
Gaz Türbinli Motor Sistemleri

Arkadaşlar hepinize tekrar merhaba diyor, sevgi ve saygılarımı sunuyorum. Gaz Türbinli Motorlar serisinin 2. Bölümü sizlere sunmaktan mutluluk duyarım. İsteklerinizi yorum kısmından belirtebilirsiniz. 1. Bölümden sonra biraz gecikme yaşandı. Bazı problemlerden ötürü olan bu gecikme için özür diler, keyifli okumalar dilerim.

 Hava Alık Tipleri (AIR INLET TYPES) Air Inlet/Intake

İnlet tiplerinden bahsetmeden önce kısaca inlet nedir, ne işe yarar hatırlayalım. “Havanın motora girdiği bölüm. Uçağın hızına (ses üstü/ses altı) göre farklı geometrilere sahiptir.” demiştim.

Öncelikle ana bölümlerde 2 tip intake vardır.

  1. Subsonik
    • Pitot Tipi
  2. Süpersonik

Hava Alık TipleriPitot Tipi

Subsonik alıkta, divergent yapıdadır. Hava alığı gittikçe genişler. Dardan genişe şeklindedir. Bu genişlemenin amacı uçağın hızı artarken, kompresöre hızı düşürülmüş, basıncı artırılmış hava akışının sağlanmasıdır. Pitot tipi girişin bir başka avantajı da, ram* etkisinin fazla olmasıdır. Uçak hareketsiz durumdayken motorun inlet içerisindeki havanın basıncı çevredeki basıncın altındadır. İnlet basıncının çevre basıncı ile eşit olduğu nokta Ram Pressure Recovery diye adlandırılır. Bu noktaya 0,1 – 0,2 Mach hızlarında ulaşılır.

*Ram etkisi:

Uçağın durumundan kaynaklanan motorun içine akan hızlı havadır.

Kompresör Hava Akış Tipleri (Compressor Air Flow Types) Kompresör Tipleri

Kompresörü bir önceki yazımızdan hatırlayalım. Havayı sıkıştırarak sıcaklığını ve basıncını yükseltip yanma odasına gönderen sistem.

  1. Santrifüj Akışlı Kompresör
  2. Aksiyal Akışlı Kompresör

Santrifüjlü Kompresörler

İtici pervane, difüzör ve kompresör manifoldundan oluşur. Hava pervanenin dönüş hareketi ile hızlandırılır ve sonra difüzörde yayılarak yavaştılatılır ve basıncı artırılır.

Aksiyal akışlı kompresöre göre daha fazla güçlüdür. Üretimi daha ucuz ve kolay olduğu için ilk gaz türbinli motorlarda kullanılmıştır.

Fakat birkaç dezavantajından dolayı yeni modern motorlarda çok tercih edilmezler. İki kompresörü kıyaslarsak aksiyal akışlı kompresörün, santrifüjlü kompresörden daha fazla hava tükettiğini ve aksiyal akışlı kompresörde daha yüksek sıkıştırma oranı elde edeceğimizi göreceğiz.

Tek bir kademeli santrifüj kompresörün sıkıştırma oranı 4:1’dir. Bunun anlamı kompresör kademesinin çıkış basıncı, giriş basıncından yaklaşık olarak dört kat daha büyük olabilir.

Aksiyal Akışlı Kompresör

Aksiyal akışlı kompresör, birçok sıralı rotor ve birçok sıralı stator bladelerinden oluşur. Her bir rotor ve stator kanadı bir kademeyi oluşturur. Her bir kademede küçük bir sıkıştırma sağlanır. Bu oran yaklaşık larak 1.1:1 1.2:1 gibidir. Yüksek sıkıştırma oranları için çok kademeli kullanmak gerekir. Aksiyal akışı kompresörler boyut olarak santrifüj kompresörlerden daha küçüktür ve daha düşük bir inlet alanına sahiptirler.

En yüksek verimin sağlanabilmesi için kompresör sabit hızda çalıştırılır.

Aksiyal Akışlı KompresörYanma Odası Tipleri (Combustion Chamber Types)

Yanma odasını bir önceki yazımızdan hatırlayalım. Sıcaklığı ve basıncı yüksek sıkışmış havayı 40:1’lik hava yakıt karışımı oranında (modern by-pass motorlar) yakarak türbinlere yönlediren sistem.

  1. Konserve Kutusu
  2. Halka
  3. Kutu-Halka

Yanma odası tipinin seçiminde bazı parametreler vardır. Bunlar iyi bir yanma odası tasarımının, yanma odasından geçen gazların en az basınç kaybına uğramasıdır. Yanma veriminin yüksek olmasıdır. Yanma odası patlama ya da alevlenmeye meyilli olmalı ve aynı zaman da yanmanın tamamı yanma odasının içerisinde gerçekleşmelidir. Ayrıca yanma odasını içerisinde de yanma belli bir bölümde başlayıp bitmelidir. Çünkü türbinlere gelen havanın sıcaklığının bir miktar düşürülmesi gereklidir. Blade yapısının bozulmaması için bu yapılır.

Türbin Tipleri (Turbine Types)

Türbini bir önceki yazımızdan hatırlayalım. Havanın hızını azaltarak basıncını yükselterek egzoz lülesine yönlendirir ve yüksek basınçlı hava yüksek itki gücü yaratır.

  1. Darbe Türbini

Rotorun bağıl çıkış hızının bağıl giriş hızına eşit olduğu türbin tipidir. Rotorun giriş ve çıkışı arasında net basınç farkı yoktur. Bu türbinin stator lüleri gazların basıncını düşürüp hızını arttıracak geçişleri oluşturacak biçimde şekillendirilmişlerdir.

  1. Reaksiyon Türbini

Bu türbinde rotor kanatları arasında geçişlerde rötardan bağıl çıkış hızı artar ve basınç azalır. Reaksiyon türbinin stator lüle geçişleri akışın yönünü neredeyse hiç değiştirmez.

Türbin tasarımında bulunan parametreleri belirtirsem ; milin dönüş hızı, gazın debisi, giriş ve çıkış sıcaklıkları, giriş ve çıkış basınçları, çıkış hızı, gerekli güç çıkışı. şeklinde gösterebiliriz. Bu parametreler türbin tasarımında göz önünde bulunan parametrelerdir.

Egzoz Lülesi Tipleri (Nozzle Types)

Nozzle‘u bir önceki yazımızdan hatırlayalım. Sabit ve hareketli tipleri vardır. Uçak türüne göre türbin çıkışındaki havayı düzenlemek ve yönlendirmeyi sağlayan sistemdir.

Daralan Lüle

Basınç oranı düşük olduğunda kullanılır.

Genelde ses altı uçaklar için düşük tepkili motorlarda kullanılır.

Daralan Genişleyen Lüle

Bu lülelerde minimum alanı oluşturan bir boğaz kesiti bulunur. Ses üstü uçaklarda kullanılır ve geometrisi değiştirebilir tipleri vardır. Yüksek basınç durumlarında kullanılır.

1 Yorum

  1. Büyük yolcu uçaklarında kullanılan türbinlerle ne kadar elektrik üretilebilir?
    Sadece 1 türbinle.
    50 bin beygirden 100 bin beygire kadar olduğunu okumuştum.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.