Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2022 / Cilt: 10 - Sayı: 2

F Sınıfı Gaz Türbini Kompresor Kanadının Yapısal ve Termal Analizinin Yapılması

Structural and Thermal Analysis of F Class Gas Turbine Compressor Blade

Sayfa
1045–1066
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Yapılan bu çalışma aynı zamanda tersinir bir mühendislik çalışması olup gerçek saha şartlarının kompresör kanatları üzerindeki etkileri analiz edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada gaz türbinlerinde kullanılan geometrisi belli son kademe kompresör rotor kanadının yapısal ve termal analizi ANSYS sonlu elemanlar programı kullanılarak yapılmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bunun için halihazırda mevcut olan kompresör kanadının 3 boyutlu modellemesi yapılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Yapılan bu çalışma aynı zamanda tersinir bir mühendislik çalışması olup gerçek saha şartlarının kompresör kanatları üzerindeki etkileri analiz edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Gaz türbini · Yapısal ve termal analiz · Türbin kanadı

Özet

Bu çalışmada gaz türbinlerinde kullanılan geometrisi belli son kademe kompresör rotor kanadının yapısal ve termal analizi ANSYS sonlu elemanlar programı kullanılarak yapılmıştır. Bunun için halihazırda mevcut olan kompresör kanadının 3 boyutlu modellemesi yapılmıştır. Daha sonra bu model ANSYS programına aktarılarak yapısal ve termal analizleri yapılmıştır. Yapılan analizlerde kanat geometrisinde oluşan parametreler saptanmıştır. Seçilen parametreler ile bir tasarım geometrisi oluşturularak mevcut kanadın çalışma koşullarındaki dayanımı incelenmiştir. Bu çalışmada konu edilen tüm dış parametreler gerçek saha şartlarında çalışan bir F sınıfı gaz türbininin değerlerinden alınmıştır. Alınan değerlerin kanat üzerinde farklı bölgelerdeki gerilmeleri incelenmiştir. Yapılan bu çalışma aynı zamanda tersinir bir mühendislik çalışması olup gerçek saha şartlarının kompresör kanatları üzerindeki etkileri analiz edilmiştir.

Abstract

In this study, the structural and thermal analysis of the final stage compressor rotor blades, which are currently used on-site, is performed by using the ANSYS program. For that reason, a 3D model of the existing compressor blade has been done. Later on, this model was transferred to the ANSYS program and analyzed. In the analysis, the parameters formed in the blade geometry were determined. By creating a design geometry with the selected parameters, the stress of the existing blade under operating conditions was examined. All external parameters in this study were taken from an F-class gas turbine operating under real field conditions. The stresses of the obtained values in different regions on the blade were examined. This study is also a reverse engineering study and the effects of real field conditions on the compressor blades have been analyzed.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GERENGİ, M., POLAT, F. (2022). F Sınıfı Gaz Türbini Kompresor Kanadının Yapısal ve Termal Analizinin Yapılması. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 2, 1045–1066. https://ajindex.com/articles/493841

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. O. O. Badran, “Gas-turbine performance improvements,” Applied Energy, vol. 64, pp. 263-273, 1999
  2. J. Błachnio, J. Spychała, and D. Zasada, “Analysis of structural changes in a gas turbine blade as a result of high temperature and stress,” Engineering Failure Analysis, vol. 127, no. 105554, 2021
  3. R. K. Mishra, J. Thomas, K. Srinivasan, V. Nandi, and R. R. Bhatt, “Failure analysis of an un-cooled turbine blade in an aero gas turbine engine,” Engineering Failure Analysis, vol. 79, pp. 836-844, 2017
  4. E. Toklu, M. Gerengi, and F. Polat, “F class gas turbine blade cooling calculation,” Journal of Engineering Research and Applied Science, vol. 8.2, pp. 1248-1256, 2019
  5. W.I. Rowen, “Simplified mathematical representations of heavy-duty gas turbines,” Journal of Engineering for Power, vol 105, pp. 865-869, 1983
  6. J. Undrill, “Modeling of combined cycle plants ın grid simulation studies,” IEEE Power Eng. Soc. Winter Meeting, vol 2, pp. 657-663, 2001
  7. B. Deepanraj, P. Lawrence, and G. Sankaranarayanan, “Theoretical analysis of gas turbine blade by finite element method,” Scientific world, vol. 9, no. 9, pp. 29-33, 2011
  8. S. K. Kim, D. Kim, and D. J. Cha, “Finite element analysis of self-excited instabilities in a lean premixed gas turbine combustor,” International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 120, pp. 350-360, 2018
  9. H. P. Singh, A. Rawat, A. R. Manral, and P. Kumar, “Computational analysis of a gas turbine blade with different materials,” Materials Today: Proceedings, vol. 44, pp. 63-69, 2021
  10. Y. Bazilevs, K. Takizawa, M. C. Wu, T. Kuraishi, R. Avsar, Z. Xu, and T. E. Tezduyar, “Gas turbine computational flow and structure analysis with isogeometric discretization and a complex-geometry mesh generation method,” Computational Mechanics, vol. 67, no. 1, pp. 57-84, 2021
  11. W. Maktouf and S. Kacem, “An investigation of premature fatigue failures of gas turbine blade,” Engineering Failure Analysis, vol. 47, pp. 89-101, 2015
  12. T. J. Carter, “Common failures in gas turbine blades,” Engineering Failure Analysis, vol. 12, no. 2, pp. 237-247, 2005
  13. J. Hou, B. J. Wicks, and R. A. Antoniou, “An investigation of fatigue failures of turbine blades in a gas turbine engine by mechanical analysis,” Engineering Failure Analysis, vol. 9, no. 2, pp. 201-211, 2002
  14. D. Ziegler, M. Puccinelli, B. Bergallo, and A. Picasso, “Investigation of turbine blade failure in a thermal power plant,” Case Studies in Engineering Failure