Eksenel türbin kanatları arasında oluşan ikincil akış kayıplarının birleşik bariyer-yivleme yöntemi uygulanarak azaltılmasının sayısal olarak incelenmesi
Eksenel türbin kanatları arasında oluşan ikincil akış kayıplarının birleşik bariyer-yivleme yöntemi uygulanarak azaltılmasının sayısal olarak incelenmesi
Yazar: Yıldırım, Emre; Kavurmacıoğlu, Levent
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 38 No. 1, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; İkincil akış,eksenel türbin,ikincil akış kayıpları,bariyer,yiv

Eksenel türbinlerin kanat kökü ve kanat uç bölgelerinde oluşan karmaşık üç boyutlu ikincil akış yapılarının ana akış ile etkileşimi sonucunda yüksek oranda aerodinamik kayıplar oluşmaktadır. Bu çalışmada gaz türbini kanatları arasındaki akışta oluşan ikincil akış kaynaklı aerodinamik kayıpların azaltılmasına yönelik olarak literatürde bağımsız olarak kullanılan iki yöntem birleştirilerek incelenmiştir. Bu yöntemler kanatlar arası bölgeye bariyer ilave edilmesi ve literatürde kompresör kanatları için uygulanan kasa geometrisinin yivlenmesi yöntemleridir. Bu doğrultuda öncelikle bariyer ve yiv uygulanmamış rotor hali incelenmiş, ardından beş farklı geometride bariyer uygulanmış durum ve son olarak her bir bariyerle birlikte olmak üzere iki farklı yiv geometrisi birleştirilerek oluşan geometriler için akış alanları ve kayıplar incelenmiştir. Kayıpların değerlendirilmesinde kanatlar arası bölge giriş ve çıkış toplam basınçlarında görülen farklar ve bu farkların kütle ortalamalı toplam basınç kayıp katsayısına dönüştürülmesi yöntemi uygulanmıştır. Analizlerin sonucunda gerek bariyerlerin tek başlarına ve gerekse yivlerle birlikte kayıp katsayılarında azalma sağladıkları görülmüştür. Sonuç olarak en fazla kazancın 2,0x1,7 mm’lik bariyer ve 1,5x5,2 mm’lik geniş yiv geometrisinin birlikte uygulanmasıyla elde edildiği belirlenmiş ve toplam basınç kayıp katsayısında % 3’lük bir iyileşme sağlanmıştır.

Eksenel türbinlerin kanat kökü ve kanat uç bölgelerinde oluşan karmaşık üç boyutlu ikincil akış yapılarının ana akış ile etkileşimi sonucunda yüksek oranda aerodinamik kayıplar oluşmaktadır. Bu çalışmada gaz türbini kanatları arasındaki akışta oluşan ikincil akış kaynaklı aerodinamik kayıpların azaltılmasına yönelik olarak literatürde bağımsız olarak kullanılan iki yöntem birleştirilerek incelenmiştir. Bu yöntemler kanatlar arası bölgeye bariyer ilave edilmesi ve literatürde kompresör kanatları için uygulanan kasa geometrisinin yivlenmesi yöntemleridir. Bu doğrultuda öncelikle bariyer ve yiv uygulanmamış rotor hali incelenmiş, ardından beş farklı geometride bariyer uygulanmış durum ve son olarak her bir bariyerle birlikte olmak üzere iki farklı yiv geometrisi birleştirilerek oluşan geometriler için akış alanları ve kayıplar incelenmiştir. Kayıpların değerlendirilmesinde kanatlar arası bölge giriş ve çıkış toplam basınçlarında görülen farklar ve bu farkların kütle ortalamalı toplam basınç kayıp katsayısına dönüştürülmesi yöntemi uygulanmıştır. Analizlerin sonucunda gerek bariyerlerin tek başlarına ve gerekse yivlerle birlikte kayıp katsayılarında azalma sağladıkları görülmüştür. Sonuç olarak en fazla kazancın 2,0x1,7 mm’lik bariyer ve 1,5x5,2 mm’lik geniş yiv geometrisinin birlikte uygulanmasıyla elde edildiği belirlenmiş ve toplam basınç kayıp katsayısında % 3’lük bir iyileşme sağlanmıştır.