Bir avcı botta ana sevk sistemi olarak kullanılan açık devreli gaz

Gemi Makinaları I
2001-2002 Yaz Öğretimi 2. Ödevi
Bir avcı botta ana sevk sistemi olarak kullanılan açık devreli gaz türbini tesisi aşağıdaki
formda dizayn edilmiştir: ABT (alçak basınç türbini), ABK (alçak basınç kompresörü)’nü tahrik
etmektedir. ABK dış ortamdan 27oC, 1.03 ata’daki havayı emmekte ve 214oC, 4.5 ata kadar
sıkıştırmaktadır. ABT ise 514oC, 3.25 ata’da giren egzost gazlarını 327oC, 1.16 ata kadar
genişlettikten sonra, reküperatörden geçerek dış ortama atmaktadır. Diğer taraftan YBK1
(yüksek basınç kompresörü), YBK2, YBT (yüksek basınç türbini) ve pervane ayrı bir tek şafta
bağlanmıştır. ABK’de daha önce sıkıştırılmış olan hava bir ısı değiştirgecinden geçerek 49oC,
4.13 ata değerine erişmekte ve sonra YBK1’de 169oC, 10.9 ata’ya kadar sıkıştırılmaktadır.
Bundan sonra bir ısı değiştirgecinde 74oC, 10.3 ata olacak şekilde soğutulmaktadır. YBK2’ne
sevk edilen hava 151oC, 19.3 ata kadar sıkıştırılmakta ve reküperatörden geçerek yanma
odasına sevk edilmektedir. Yanma odasında yakıtla karıştırılarak yanan hava 827oC, 18.2
ata değerine erişmekte ve bu egzost gazları YBT’de genişleyerek çevrim devam etmekte ve
tamamlanmaktadır. Çevrimde dolaşan hava debisi 29.3 kg/s, havanın sabit basınçta özgül
ısınma ısısı 0.250 Kcal/kgK, adyabatik katsayı hava için 1.4 ve egzost için 1.32 olduğuna
göre:
•
•
•
•
Böyle bir tesiste maksimum gücü ve maksimum verimi veren basınç oranlarını
hesaplayınız
Gaz türbini tesisinin tesis şemasını ve çevrimin T-S diyagramını çiziniz
Isı değiştirgeçlerinde ve reküperatördeki ısı transfer miktarlarını hesaplayınız
ABK,YBK1, YBK2, YBT ve ABT’nin güçlerini, pervane gücünü ve çevrimin termik
verimini hesaplayınız.
Sorularda belirtilmeyen sabit değerler için:
k=1.4, R=287 J/kgK, Cpa=1.005 kJ/kgK, Cpe=1.13 kJ/kgK Cpw=4.186 kJ/kgK,
η R = 0.85 (Reküperatör)