Uçaklarda kullanılan gaz türbinli motorların ekserjoekonomik analizi

Abstract

Ekserji analizi, ısıl sistemlerin tasarım, modelleme ve performans değerlendirmesinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu tezde, uçaklarda kullanılan yüksek by-pass oranlı bir turbofan motorunun detaylı ekserjoekonomik analizi yapılmıştır. İncelenen turbofan motoru, 1 kademe fan, 3 ve 14 kademe düşük ve yüksek basınç kompresörü, halka tipi yanma odası, 2 kademe yüksek basınç türbini ve 4 kademe alçak basınç türbininden oluşmaktadır. Bu türden bir uçak motorunun 10,670 m irtifadaki itki ve özgül yakıt tüketimi sırasıyla 48.04 kN ve 63 kg/hkN'dur. Ekserji verimleri, fan itkisi (36.03 kN) için % 40.19 ve egzoz itkisi (12.01 kN) için % 15.68 şeklinde hesaplanmıştır. Ekserji yıkımının en yüksek olduğu iki eleman 14.75 MW ile yanma odasıve 2.77 MW ile fan olmuştur. Ürün ekserji faktörü, izafi ekserji farkı ve özgül itki maliyeti olarak adlandırılan üç yeni parametre geliştirilmiştir. Fan ve egzoz lülelerindeki STC değerleri sırasıyla 139.01 $/hkN ve 306.44 $/hkN olarak bulunmuştur. Geliştirilen üç parametre arasından özellikle STC'nin hem enerji hem de ekserji açısından uçak gaz türbinli motorların karşılaştırılması ve sınıflandırılmasında özgül yakıt tüketimini yerine kullanılabileceği beklenmektedir.