Σχεδιασμός και ανάλυση πτερυγίων αεροστροβίλων.

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία ασχολείται με την ανάλυση και το σχεδιασμό αεροστροβίλων. Πιο αναλυτικά, στο πρώτο κεφάλαιο θα γίνει μια σύντομη ιστορική αναδρομή στην εξέλιξη των αεροστροβίλων στο πέρασμα των αιώνων. Στη συνέχεια, στο δεύτερο κεφάλαιο, θα αναφερθούν και θα αναλυθούν τα διαφορετικά είδη των αεροστροβίλων με τις ανάλογες κατηγοριοποιήσεις τους. Έπειτα, θα παρουσιαστούν τα βασικά μέρη που αποτελούν τον κινητήρα.

Στο πέμπτο και έκτο κεφάλαιο της εργασίας, θα γίνει εκτενής αναφορά στους απλούς και συνδυαστικούς θερμοδυναμικούς κύκλους Brayton και ταυτόχρονα θα επισημανθούν οι αποδείξεις του καθενός ξεχωριστά. Στο έβδομο και τελευταίο κεφάλαιο, το οποίο ασχολείται με τους θερμοδυναμικούς κύκλους, τονίζεται ο πραγματικός κύκλος Brayton.

Στο όγδοο και ένατο κεφάλαιο, γίνεται αναλυτική περιγραφή των δυο πιο βασικών μερών του κινητήρα, δηλαδή του συμπιεστή και του στροβίλου. Συνεχίζοντας στο δέκατο κεφάλαιο ο αναγνώστης μπορεί να βρει τις καινοτόμες τεχνικές ψύξης ενός πτερυγίου στροβίλου, συνοδευόμενες από τις απαραίτητες κατατοπιστικές εικόνες.

Στα δύο τελευταία κεφάλαια, γίνεται μια πλήρης αναφορά στα υλικά κατασκευής κάθε μέρους του κινητήρα ξεχωριστά και μια ενδελεχής παρουσίαση του σχεδιαστικού μέρους της πτυχιακής εργασίας μαζί με τα αποτελέσματα της ανάλυσης.

Gas turbines are thermal engines that use air as the working agent to provide boost in aircrafts or electricity in factories. To achieve this, the air is passing through the engine and simultaneously accelerates, this means that the velocity or the kinetic energy that the air acquires, needs to be increased. To obtain the above mentioned reduce, pressure must be increased following the addition of heat before reaching to the final conversion to kinetic energy, in the form of high-velocity exhaust gas. Τhe present dissertation, deals with the analysis and design of the gas turbines. More specifically, in the first chapter a brief historical review of the evolution of wind turbines over the centuries is presented. In the second chapter, a discussion and analysis regarding the different types of gas turbines with their respective classifications takes place. Later, the basic parts that consist the engine are presented. In the fifth and sixth chapter of this thesis, there is an extensive mention to the Brayton’s simple and combined thermodynamic cycles and at the same time, each part of the individual proofs will be highlighted. In the seventh and at the final chapter, we are dealing with the thermodynamic circles, with emphasis at the Brayton cycle. In the eighth and ninth chapter, a detailed description of the two most essential parts of the engine, namely the compressor and the turbine, takes place. Continuing in the tenth chapter, the reader can find the innovative cooling techniques of a turbine blade, accompanied by the necessary informative images. In the last two chapters, a full reference regarding the construction materials of each part of the engine is made. Separately and through a presentation of designs, a better analysis of the engine can be made.