İnsansız hava araçlarında farklı yakıtlar ile çalışan turbojet motorunun enerji, ekserji ve sürdürülebilirlik analizleri

Abstract

Bu tezde, insansız hava araçlarında kullanılan küçük boyutlu bir turbojet motorunun, 0-5000 m irtifa ve 0-0,8 Mach uçuş hızları için çevrim, ekserji, ekonomik ve çevresel analizleri gerçekleştirilmiş, sürdürülebilirlik parametreleri hesaplanmıştır. Farklı uçuş noktalarına göre ve JP8 yakıt ile yapılan tüm bu hesaplamalar, biyoyakıt ve farklı oranlardaki jet yakıtı- biyoyakıt karışımları ile de tekrarlanmıştır. Böylece gaz türbinli bir uçak motorunun tüm termodinamik, ekonomik ve çevresel performansı bu çalışmada ilk kez gerçekleştirilmiştir. Motor çevrim hesaplamalarında, önemli girdi parametresi olan yanma verimi, bu çalışmada yakıtların analizi ve deneysel çalışma sonucu elde edilen en önemli değişken olmuştur. JP8 yakıt için yanma verimi değeri girdisi tasarım noktası için kabul yapılırken, deneylerde emisyon ölçümleri ve hesaplamalarından elde edilen sonuçlar JP8 yakıtın sonuçları ile oranlanarak diğer yakıtlar için de tasarım noktası yanma verim değerleri bulunmuştur. En düşük ekserji verimi ve dolayısıyla en yüksek ekserji yıkım değerleri tüm uçuş koşulları için yanma odası komponentinde görülmüştür. Buna göre, yanma odası için en yüksek ekserji yıkımı 524,6 kW ile 4.uçuş noktasında B100 yakıt kullanımında elde edilirken, bu yıkımın maliyeti 31,5 $ h-1 ve çevresel etki değeri 0,15 mPt sn-1 olarak hesaplanmıştır. Motorun farklı uçuş koşullarındaki performans hesaplamaları için özgün bir kod geliştirilerek, bu alanda yapılacak çalışmalarda araştırmacılara hizmet edebilecek bir çalışma ortaya çıkarılmıştır.