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)
