Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi
Yıl: 2020 Cilt: 26 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 68 - 74 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5505/pajes.2019.82150 İndeks Tarihi: 28-12-2020
Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi
Öz: Bu çalışmada, AISI 1020 çelik ve Ti-6Al-4V titanyum alaşımmalzemelerinin katı partikül (parçacık) erozyon davranışları deneyselve sayısal olarak incelenmiştir. Deneyler ve sayısal simülasyonlar, farklıpartikül çarpma hızları (100, 127, 170, 210, 250 m/s) ve açıları (20, 30,45, 60, 90°) için gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, aynımalzemelerin bir helikopter pali aşınma kalkanındaki erozyonperformansları, 0° hücum açısı ve 230 m/s çarpma hızı şartlarında MILSTD-3033 standartına göre yapılmışken sayısal erozyon analizleriEulerian-Lagrangian yaklaşımlı ayrık faz metodu ve ampirik erozyoneşitliği kullanan ticari ANSYS_Fluent 15.0 paket programı ilegerçekleştirilmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, sayısalsonuçlar deneysel veriyle iyi derecede uyumlu ve AISI 1020 çeliğininkalkan yüzeyindeki erozyon performansı Ti-6Al-4V alaşımmalzemesinden daha iyi elde edilmiştir.
Anahtar Kelime: Investigation of solid particle erosion behaviour on erosion shield of a helicopter rotor blade
Öz: In this paper, solid particle erosion behaviors of AISI 1020 steel and Ti-6Al-4V titanium alloy materials were experimentally and numerically investigated. Experiments and numerical simulations were carried out for the conditions of different particle impact velocities (100, 127, 170, 210, 250 m/s) and angles (20, 30, 45, 60, 90°). Moreover, erosion performances on the erosion shield of a helicopter rotor blade of aforementioned materials were numerically determined for the condition of angle of attack of 0⁰ and impact velocity of 230 m/s. Numerical erosion analyzes were performed with ANSYS_Fluent 15.0 package program using discrete phase method with EulerianLagrangian approach and an empirical erosion equation while experimental erosion tests were conducted by MIL-STD-3033 standard. As a result, numerical results were in good agreement with the experimental data, and it was obtained that erosion performance on the shield surface of AISI 1020 steel material is better than Ti-6Al-4V titanium alloy material.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- [1] Amezcua AC, Munoz AG, Romero CA, Czerwiec ZM, Amezcua RC. “Numerical investigation of the solid particle erosion rate in a steam turbine nozzle”. Applied Thermal Engineering, 27(14-15), 2394-2403, 2007.
- [2] Arabnejad H, Mansouri A, Shirazi S A, McLaury BS. “Development of mechanistic erosion equation for solid particles”. Wear, 332-333 (1), 1044-1050, 2015.
- [3] ASTM International. “Standard test method for conducting erosion tests by solid particle impingement using gas jets”. Scientific Report, G 76-04, Pennsylvania, USA 2004.
- [4] ASTM International. “Standard test method for dust erosion resistance of optical and infrared transparent materials and coatings”. Scientific Report, F1864 - 05, Pennsylvania, USA 2010.
- [5] Budur Aİ. Katı Parçacıkların Metalik Yüzeylerde Oluşturduğu Erozyonun Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Türkiye, 2018.
- [6] Det Norske Veritas. “Erosive wear in piping systems”. Scientific Report, R0501, Høvik, Norway, 2011.
- [7] Finnie I. “Erosion of surfaces by solid particles”. Wear, 3 (1), 87-103, 1960.
- [8] ANSYS Fluent 12.0 User’s Guide. ANSYS Inc, Canonsburg, USA, 2009.
- [9] Grant G, Tabakoff, W. “Erosion prediction in turbomachinery resulting from environmental solid particles”. Journal Aircraft 12 (5), 471-478, 1975.
- [10] Hutchings IM, Winter RE, Field JE. “Solid particle erosion of metals: the removal of surface material by spherical projectiles”. Procedings of the Royal Society. 348(1), 379-392, 1976.
- [11] Kim JH, Joo HG, Lee KY. “Simulation of solid particle erosion in WC-Ni coated wall using CFD”. Journal of Materials Processing Technology, 224 (1), 240-245, 2015.
- [12] Mansouri A, Arabnejad H, Karimi S, Shirazi S, McLaury B “Improved CFD modeling and validation of erosion damage due to fine sand particles”. Wear, (1), 339-350, 2015.
- [13] Mansouri A, Arabnejad H, Shirazi S, McLaury B. “A combined CFD/experimental methodology for erosion prediction”. Wear, 332-333 (1), 1090-1097, 2015.
- [14] Menter FR, Kuntz M, Langtry R. “Ten years of industrial experience with the SST turbulence model. Turbulence”. Heat and Mass Transfer 4, Begell House, 3, 2003. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10. 1.1.460.2814&rep=rep1&type=pdf (15.08.2018)
- [15] Military Standart. “Particle/sand Erosion Testing of Rotor Blade Protective Materials”. Scientific Report, MIL-STD3033, Virginia, USA, 2010.
- [16] Neilson JH, Gilchrist A. “Erosion by a stream of solid particles”. Wear, 11(2), 111-122, 1968.
- [17] Oka YI, Okamura K, Yoshida T. “Practical estimation of erosion damage caused by solid particle impact: Part 1: effects of impact parameters on a predictive equation.” Wear, 259(1-6), 95-101, 2005.
- [18] Özen, İ ve Gedikli, H. “Solid particle erosion on shield surface of a helicopter rotor blade using computational fluid dynamics”. Journal of Aerospace Engineering, 32(1), 1-14, 2019.
- [19] Parsi M, Agrawal M, Srinivasan V, Vieira RE, Torres CF, Brenton S, McLauryd SB, Shirazi SA. “CFD simulation of sand particle erosion in gas-dominant multiphase flow”. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 27, 706-718, 2015.
- [20] Rodriguez C. “CFD analysis on the main-rotor blade of a scale helicopter model using overset Meshing”. MSc Thesis, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2012.
- [21] Shin BG. “Prediction od Sand Particle Trajectories And Sand Erosion Damage On Helicopter Rotor Blades”. PhD Thesis, The Pennsylvania State University, Pennsylvania, USA, 2010.
- [22] Taslim ME, Khanicheh A, Spring S. “A numerical study of sand separation applicable to engine inlet particle separator systems”. Journal of The American Helicopter Society, 54 (4), 42001-420010, 2009.
- [23] Zhang Y, Reuterfors EP, McLaury BS, Shirazi SA, Rybicki ER. “Comparison of computed and measured particle velocities and erosion in water and air flows”. Wear, 263(1-6), 330-338, 2007.
| APA | Gedikli H, ÖZEN İ (2020). Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. , 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| Chicago | Gedikli Hasan,ÖZEN İsmail Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. (2020): 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| MLA | Gedikli Hasan,ÖZEN İsmail Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. , 2020, ss.68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| AMA | Gedikli H,ÖZEN İ Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. . 2020; 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| Vancouver | Gedikli H,ÖZEN İ Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. . 2020; 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| IEEE | Gedikli H,ÖZEN İ "Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi." , ss.68 - 74, 2020. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| ISNAD | Gedikli, Hasan - ÖZEN, İsmail. "Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi". (2020), 68-74. https://doi.org/10.5505/pajes.2019.82150 |
| APA | Gedikli H, ÖZEN İ (2020). Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(1), 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| Chicago | Gedikli Hasan,ÖZEN İsmail Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26, no.1 (2020): 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| MLA | Gedikli Hasan,ÖZEN İsmail Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.26, no.1, 2020, ss.68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| AMA | Gedikli H,ÖZEN İ Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020; 26(1): 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| Vancouver | Gedikli H,ÖZEN İ Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020; 26(1): 68 - 74. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| IEEE | Gedikli H,ÖZEN İ "Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi." Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26, ss.68 - 74, 2020. 10.5505/pajes.2019.82150 |
| ISNAD | Gedikli, Hasan - ÖZEN, İsmail. "Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi". Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26/1 (2020), 68-74. https://doi.org/10.5505/pajes.2019.82150 |
