Δημιουργία λογισμικού υπολογισμών βασικού θερμοδυναμικού σχεδιασμού αεριοστρόβιλου και επιμέρους εξαρτημάτων
Loading...
Date
2023-10-18
Authors
Κουβαράς, Γεώργιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι αεριοστρόβιλοι αποτελούν τους πιο συνηθισμένους τύπους κινητήρα που εμφανίζονται σε επιβατηγά και στρατιωτικά αεροσκάφη. Η βασική αρχή λειτουργίας τους είναι παρόμοια με αυτή του ανοιχτού κύκλου Brayton. Για όλες τις περιπτώσεις που αναφέρονται στην εργασία ισχύει η ίδια βασική αρχή με μικρές διαφορές που προκύπτουν από τον αριθμό των αξόνων και την προσθήκη του ανεμιστήρα. Ο αέρας εισέρχεται στην εισαγωγή και συμπιέζεται στον συμπιεστή. Στην συνέχεια εισέρχεται στον θάλαμο καυσίμου, όπου αναμειγνύεται με καύσιμο και αναφλέγεται. Από εκεί προχωρά στην στρόβιλο, ο οποίος παράγει έργο που κινεί τον άξονα που είναι συνδεδεμένος με τον συμπιεστή. Τέλος, ο αέρας εκτονώνεται σε ένα ακροφύσιο ή καίγεται ξανά (με εκ νέου προσθήκη καυσίμου) πριν εκτονωθεί στο ακροφύσιο (μετακαυστήρας). Για τις περισσότερες περιπτώσεις κινητήρων παρουσιάζονται τα ίδια βασικά εξαρτήματα με μικρές διαφορές που προκύπτουν από τον αριθμό των αξόνων και την προσθήκη του ανεμιστήρα. Τα βασικά αυτά εξαρτήματα είναι ο Συμπιεστής, ο Στρόβιλος, Ο Θάλαμος καυσίμου και το Ακροφύσιο. Ο αέρας εισέρχεται στην εισαγωγή και συμπιέζεται στον Συμπιεστή. Ο Συμπιεστής αποτελείται από Ρότορες και ένα Στάτες οι οποίο έχουν ένα συγκεκριμένο αριθμό πτερυγίων με γεωμετρία τέτοια ώστε η ροή του αέρα σε κάθε στάδιο (το ζευγάρι Ρότορα-Στάτη) να συμπιέζεται με κάποιο λόγο πίεσης.
Ο προκαταρτικός σχεδιασμός αεριοστρόβιλων αποτελεί μια δύσκολη και χρονοβόρα διαδικασία. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αυτοματοποίηση αυτού του τύπου σχεδιασμού με την βοήθεια του λογισμικού Matlab GUI. Δημιουργούμε μια εφαρμογή η οποία απαιτεί από τον χρήστη την εισαγωγή απλών παραμέτρων κινητήρων αεροσκαφών (π.χ. ύψος πτήσης) και μετά από υπολογισμούς εξάγει τα θερμοδυναμικά μεγέθη που χρειάζονται για την μετέπειτα ανάλυση (πίεση, θερμοκρασία, ταχύτητα καυσαερίων και εντροπία) καθώς και εξάγει τα μεγέθη του σχεδιασμού (γωνίες, μήκη πτερυγίων , συστροφή πτερυγίων και άλλα) που χρειάζονται για την ολοκλήρωση του πλήρη σχεδιασμού του συμπιεστή.
Description
Keywords
Αεριοστρόβιλοι, Αξονικός συμπιεστής, Προκαταρτικός σχεδιασμός