The impact of changing obstacle sizes on shock wave generation for various fuel types in detonation engines
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu yüksek lisans tez çalışması kapsamında teorik olarak daha yüksek verime sahip
olduğu kanıtlanmış detonasyon motorlarının teorik olarak araştırılması ve HAD analizleri
ile bu teorik verilerin desteklenmesi amaçlanmıştır. Detonasyon motorları iki ana bileşen
altında incelenmektedir. Bunlardan biri ön-detonatör bir diğeri ise ana-detonatördür. Öndetonatör detonasyon motorunun şok başlatıcısı olarak kullanılır. Ön-detonatör iki bölümden
oluşmaktadır. Bunlardan birincisi yüksek basınç ve sıcaklığa sahip olan sürücü bölgesi,
ikincisi ise yanmamış yakıt ve havanın bulunduğu sürünen bölgedir.
Bu tez kapsamında, gaz fazındaki asetilen, etilen, etan, metan, kerosen ve hidrojen
yakıtı, 3 farklı ekivalans ve 5 farklı blokaj oranında ön-detonatörde şok dalgası oluşturmak
için kullanılmıştır. Geometri içerisinde yanma sonucunda oluşan şok dalgasının yüksek
basınç ve sıcaklıklara ulaşması viskoziteyi arttırmaktadır. Viskozitesi artan gazın, Reynolds
sayısı dolayısıyla hız değeri azalmaktadır. Ön-detonatörde, gazın viskozitesi nedeniyle
azalan hızın yükseltilmesi amacıyla geometri içerisine farklı yüksekliklerde ve genişliklerde
(0.5-0.75-1-1.25-1.5) türbülans arttırıcı engeller yerleştirilmiştir. Türbülanslı bu yapının gaz
karışımının homojenliğini arttırdığı, bunun sonucunda da engellerin şok dalgasının oluşma
süresini kısalttığı tespit edilmiştir.
Tez kapsamında farklı blokaj oranlarına sahip geometrilerin basınç, sıcaklık, hız ve
şok dalgasının oluşum süresi gibi parametreler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Analizler
bilgisayar destekli hesaplama programına kodlanarak farklı blokaj oranlarında otomatik
olarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler daha sonra grafikler ve konturlar ile
yorumlanmıştır. Yapılan çalışmalar ışığında ön-detonatör tasarımları yapmak
kolaylaştırılmıştır. Ön-detonatör çıkışında elde edilen şok dalgası ana-detonatorde
beslenerek şok dalgasının sürekliliğinin sağlanmasında bir yaklaşım geliştirilmiştir.
Bu tez kapsamında, yakıt püskürtme süreci ile ilgili enjektör tasarımı, enjektör sayısı
ve enjektör konumlandırmaları ile ilgili ön tasarım çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. Bu
çalışmalar çift faz akış göz önüne alınarak hesaplanmıştır. Çift fazlı akış olması detonasyon
motorunun yüksek ısı akısı ve sıcaklığı göz önüne alındığında motorun soğutulması
işleminde avantaj olacaktır. Tasarlanan enjektörlerin analizleri 2D ve 3D koşullarda UDF
kullanılarak HAD programınca gerçekleştirilmiştir.
Bu tez kapsamında isterler doğrultusunda ön-detonatör ve ana-detonatörün tasarımı için bir yaklaşım geliştirilmiş ve çalışmalarda kullanılması adına bilimsel literatüre
kazandırılmıştır. Bu verilerden faydalanarak geliştirilebilecek detonasyon motorları ile
ülkemiz uzay ve havacılık sanayisine araştırma-geliştirme faaliyetleri kapsamında destek
sağlanmış olacaktır. Çalışma kapsamında sunulan veriler ışığında deflegrasyon dalgasının
detonasyon dalgasına dönüşüm süreçlerinde fiziksel ve kimyasal parametrelerin etkileri
üzerine sunulan veriler alev temelli çalışmaların gelişimi açısından önem arz etmektedir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Atımlı Detonasyon Motorları, Dönel Detonasyon Motorları, Roket Motorları, Alev Dalgasından Patlamaya Geçiş, Pulse Detonation Engines, Rotating Detonation Engines, Rocket Engines, Deflagration to Detonation Transition
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Adıgüzel, M. A. The impact of changing obstacle sizes on shock wave generation for various fuel types in detonation engines, Tarsus Üniversitesi, 2023, (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi)
