Model bir turbojet motorun, ikincil yanma ile farklı yakıtlar kullanılarak test edilmesi

Abstract

Bu çalışmada teoride Brayton çevrimine göre çalışan model bir turbojet motoru imal edilmiş ve motorin, gaz yağı ve ayçiçek yağı yakıtlarını kullanarak performans deneyleri yapılmıştır. Model turbojet motoru temelde, içten yanmalı dizel bir motorda kullanılan turbo şarj ünitesi üzerine imal edilmiştir. Turbojet motoru sıvı yakıtlar ile çalışabilecek şekilde donatılmıştır. Deney düzeneği kurulduktan sonra bu çalışmada, yakıt basıncı değerine göre, yanma basıncı, itme kuvveti, ikincil yanma (after burning) ile itme kuvveti, kompresör giriş – çıkış sıcaklıkları, türbin giriş – çıkış sıcaklıkları gibi parametreler incelenmiştir. Motorin ve gaz yağı yakıtı ile deneyler yapılmıştır. Ayrıca motorin ve gaz yağına %5, %20, %50 oranlarında ayçiçek yağı karıştırılarak 8 farklı yakıt ile turbojet motoru üzerinde deneyler yapılmıştır. Yapılan deney sonuçlarına göre yakıt basıncı 18 bar, yanma basıncı 33 kPa, kompresör giriş sıcaklığı 25 °C, kompresör çıkış sıcaklığı 46 °C, türbin giriş sıcaklığı 305 °C, türbin çıkış sıcaklığı 518 °C iken, ölçülen en yüksek itme kuvveti 28,4 N, ikincil yanma ile ölçülen en yüksek itme kuvveti ise 35,3 N'dur. Bu itme kuvveti %50 motorin %50 ayçiçek yağı karışımı ile yapılan deneyde elde edilmiştir. Tüm yakıt deneylerinde, türbin giriş sıcaklığı 289 °C – 407 °C arasında ölçülmüştür. Türbin çıkış sıcaklığı ise 445 °C – 525 °C arasında ölçülmüştür. Sekiz farklı yakıt ile yapılan deneylerde itme kuvveti 5,9 N – 28,4 N arasında, ikincil yanma ile itme kuvveti 14 N – 35,3 N arasında ölçülmüştür. Yapılan bu çalışmanın sonucunda, imal edilen model turbojet motoru üzerinde, farklı sıvı yakıtlar kullanarak itme kuvveti elde edilmiştir. Ayrıca turbojet motoruna başarı ile çalışan ikincil yanma sistemi eklenerek, ilave itme kuvveti de elde edilmiştir.

In this study, a model turbojet engine that works according to the Brayton cycle was constructed in theory and performance tests were carried out with diesel, gas oil and sunflower oil fuels. The model turbojet engine is basically built on a turbocharger unit that uses an internal combustion engine. The turbojet engine is equipped to work with liquid fuels. After the test stand setup was established, in this study, parameters such as combustion pressure, thrust, thrust with afterburning, compressor inlet - outlet temperatures, turbine inlet - outlet temperatures were examined according to the fuel pressure value. Experiments were carried out with diesel and gas oil fuels. In addition, diesel and gas oil 5%, 20%, 50% sunflower oil mix. Experiments have been carried out on turbojet engines with 8 different fuels. According to the test results, the highest thrust is 28,4 N when fuel pressure 18 bar, combustion pressure 33 kPa, compressor inlet temperature 25 °C, compressor outlet temperature 46 °C, turbine inlet temperature 305 °C, turbine outlet temperature 518 °C. In the same conditions, the highest thrust measured with afterburning is 35,3 N. This thrust was obtained in the experiment with 50% diesel, 50% sunflower oil mixture. In all fuel tests, the turbine inlet temperature was measured between 289 °C and 407 °C. The turbine outlet temperature is measured between 445 °C and 525 °C. In experiments with eight different fuels, the thrust was measured between 5,9 N – 28,4 N, with afterburning between 14 N – 35,3 N. As a result of this work, the thrust is obtained by using different liquid fuels on the manufactured model turbojet engine. In addition, the turbojet engine has been equipped with a successful afterburning system, resulting in additional thrust.