ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

MM703 ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΕΣ

Κατηγορία Μαθήματος: Προπτυχιακό
Τύπος Μαθήματος: Υ1
Κωδικός Γραμματείας: ΕΝ0600
Εξάμηνο:
7° (Χειμερινό)

Διάρκεια:

5 ώρες/εβδ.
ECTS Units:
6
Τομέας:
Ενέργειας, Βιομηχανικών Διεργασιών και Αντιρρυπαντικής Τεχνολογίας
Κατεύθυνση:
Ενέργεια, Βιομηχανικές Διεργασίες & Τεχνολογία Αντιρρύπανσης
Διδάσκων:
Σταματέλλος Τάσος
 

Σκοπός

Ανάλυση και σχεδιασμός Στροβιλομηχανών. Θερμοδυναμική ανάλυση κύκλων στροβιλομηχανών. Aνάπτυξη μεθόδων για ρευστομηχανική ανάλυση αντλιών, συμπιεστών, υδροστροβίλων, αεριοστροβίλων και ανεμογεννητριών. Σχεδιασμός πτερυγίων αντλιών και στροβίλων. Θερμοδυναμική και αεροδυναμική ανάλυση συστημάτων πρόωσης. Κατασκευαστικά στοιχεία και συστήματα ελέγχου στροβιλομηχανών.

 

Περιεχόμενα

1. Ορισμός Στροβιλομηχανής. Ιστορική εξέλιξη. Παραδείγματα αξονικών και ακτινικών μηχανών. Διάκριση μεταξύ τουρμπίνας – αντλίας. Διάκριση μεταξύ ασυμπίεστης και συμπιεστής λειτουργίας.

2. Βασικές αρχές ανάλυσης: Ισοζύγια μάζας, ορμής και ενέργειας. Σκέδαση και απώλεια πίεσης. Εξίσωση ενέργειας σε στρεφόμενο σύστημα αναφοράς με σταθερή γωνιακή ταχύτητα. Στροφορμή σε στρεφόμενο και απόλυτο σύστημα αναφοράς: Έργο ατράκτου. Μηχανικός και εσωτερικός βαθμός απόδοσης.

3. Χαρακτηριστικές λειτουργίας. Διαστατική ανάλυση, flow coefficient, work coefficient. Παραδείγματα αξονικών και ακτινικών μηχανών.  Ανεμιστήρες και αντλίες.

4. Αεροτομές, κατανομή πίεσης, οριακό στρώμα, αποκόλληση, μηχανισμοί σκέδασης ενέργειας. Ανάλυση γραμμικών πτερυγώσεων – τρίγωνα ταχυτήτων.

5. Κανάλια και διαχύτες. Συμπιεστότητα και ταχύτητα του ήχου. Σχεδιασμός ακροφυσίων, ισεντροπικός και πολυτροπικός βαθμός απόδοσης.

6. Ατμοστρόβιλοι. Βασικές αρχές λειτουργίας και θερμοδυναμικοί κύκλοι παραγωγής ισχύος. Στρόβιλος μίας βαθμίδας Laval: τρίγωνα ταχυτήτων, ισοζύγιο ενέργειας, προφιλ πτερυγίων. Στρόβιλος αντίδρασης Parsons. Βαθμός αντίδρασης, βαθμός απόδοσης, τρίγωνα ταχυτήτων. 

7. Αεριοστρόβιλοι παραγωγής ισχύος. Συμπιεστής, στρόβιλος και θάλαμος καύσης. Βασικοί τύποι θαλάμων καύσης. Ανάλυση κύκλου και βελτιώσεις. Αναγεννητική προθέρμανση, τύποι αναγεννητών. Ενδιάμεση υπερθέρμανση.

8. Αεροπορικοί στροβιλοκινητήρες. Turbojet, Turboprop, Turbofan. Συνδυασμένοι κύκλοι.

Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών του Μαθήματος (Syllabus)
Βιβλιογραφία

ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΔΙΑΝΕΜΟΝΤΑΙ
Dixon and Hall: Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery 7ed B-H (2014) - ΦΟΥΝΤΑΣ

David Gordon Wilson, Theodossios Korakianitis: The Design of High-Efficiency Turbomachinery and Gas Turbines 2 ed. The MIT Press. Επιμέλεια Μετάφρασης Α. Κάλφας εκδ. ΤΖΙΟΛΑ

Γενική Βιβλιογραφία Στροβιλομηχανών

Turbomachinery performance analysis / Lewis, Reginald Ivan London ; Sydney : Arnold, c1996
Principles of turbomachinery / Turton, Robert K. . - 2nd ed. London ; Glasgow : Chapman & Hall, c1995
Compressor aerodynamics / Cumpsty, Nicholas A. [London] : Longman, c1989
Fluid dynamics and heat transfer of turbomachinery / Lakshminarayana, Budugur New York ; Chichester : Wiley, c1996
Axial Flow Turbines: fluid mechanics and themodynamics / Horlock, John Harold Malabar : Robert E. Krieger, 1985
Axial Flow Compressors / J. Horlock, Butterworths Scientific Publications, London, 1958.
Turbomachinery: Basic Theory and Applications /Logan, E., Jr., 1993,, 2nd Ed., Marcel Dekker
Design of Radial Turbomachines /A. Whitfield,N. Baines,  Longman Scientific and Technical,  1990,  ISBN  0-470-21667-0
Thermische Turbomachinen / W. Traupel , Springer-Verlag
Band I , 1988, ISBN 0-387-07939-4
Band II, 1982, ISBN 0-387-10594-8
Aero-Thermodynamics and Flow in Turbomachines /M.H. Vavra , Rober E. Krieger Publishing Company, New York 1974, ISBN 0-88275-189-1.

Βιβλιογραφία Υδροδυναμικών Μηχανών
Hydraulic machines: turbines and pumps / Krivchenko, Grigori  Boca Raton ; Ann Arbor : Lewis, c1994
Pump application desk book / Garay, Paul N. . - 3rd ed. [Lilburn] : The Fairmont Press, c1996
Hydraulics of pipelines: pumps, valves, cavitation, transients / Tullis, J. Paul  New York ; Chichester : John Wiley, c 1989. - (A Wiley-Interscience publication)
Rotodynamic pump design / Turton, Robert K.  Cambridge : Cambridge University Press, c1994
Hydraulic and Compressible Flow Turbomachines /Sayers, A.T., 1990, McGraw-Hill.
Centrifugal Pumps /Karassik, I., and McGuire, J.T., 1998, 2nd ed., Chapman & Hall
Centrifugal Pumps: Design&Applications /Lobanoff, V.S., and Ross, R.R., 1992, 2nd Ed., Gulf Pub
Centrifugal Pump User's Guidebook /Yedidiah, S., 1996, Chapman & Hall
Centrifugal Pumps and Allied Machinery / Anderson, H.H., ed., 1994, Elsevier
Hydrodynamics of Pumps /Brennen, C.E., 1994, Oxford Univ. Press

Βιβλιογραφία Aτμοστροβίλων
Steam power engineering: thermal and hydraulic design principles / Ishigai, Seikan Cambridge : Cambridge University Press, c1999
Steam plant operation / Woodruff, Everett Bowman Lammers, Herbert B. Lammers, Thomas F. . - 7th ed. New York : McGraw-Hill, c1998
Pocket dictionary of steam generators / Junge, Hans-Dieter Berlin : Verlag fur Architektur und technische Wissenschaften, 1986. - (Terminus)
Steam plant calculations manual / Ganapathy, V. . - 2nd ed. New York ; Basel : Marcel Dekker, 1994. - (Mechanical engineering, 87)
Basic Program For Steam Plant Engineers: Boilers, Combustion, Fluid Flow, and Heat Transfer / Ganapathy, V.. New York : Marcel Dekker, c1986. - (Mechanical Engineering, 47)
ASME steam tables: thermodynamic and transport properties of steam : / American Society of Mechanical Engineers. Committee on Properties of Steam. - 6th ed. New York , c1993
Πίνακες Ιδιοτήτων Νερού - Υδρατμού : διεθνές σύστημα μονάδων 0-800 C, 0-1000 βατ / Schmidt, Ernst Grigull, Ulrich . - 3η εκδ. Αθήνα : Φούντας Γρ. , 1982
Steam Turbine Theory and Practice /W.J. Kearton, 7th Edition, 1958

Βιβλιογραφία Αεριοστροβίλων
Gas turbine theory / Cohen, Henry Rogers, Gordon Frederick Crichton Saravanamuttoo, H. I. H. . - 4th ed. London : Longman, c1996
Fundamentals of gas turbines / Bathie, William W. . - 2nd ed. New York ; Chichester : Wiley, c1996
The design of high-efficiency turbomachinery and gas turbines / Wilson, David Gordon Korakianitis, Theodosios New Jersey : Prentice Hall, 1998
The gas turbine handbook: principles & practices / Giampaolo Anthony J. Lilburn : The Fairmont Press, c1997
Gas turbine combustion / Lefebvre, Arthur H. [Bristol] : Taylor & Francis, c1983
Gas Turbine Engineering Handbook /B.Boyce , Gulf Publishing Company, 1987, ISBN 0-87201-878-4

Βιβλιογραφία Στροβιλοκινητήρων
Elements of gas turbine propulsion / Mattigly, Jack D. New York ; Saint Louis : McGraw - Hill, 1996. - (McGraw - Hill series in mechanical enginnering)
Mechanics and Thermodynamics of Propulsion /P. Hill, C. Peterson: Addison-Wisley, 1992, ISBN 0-201-14659-2
Jet propulsion: a simple guide to the aerodynamic and thermodynamic design and performance of jet engines / Cumpsty, Nicholas A.  Cambridge : Cambridge University Press, c1997.
Aircraft Engines and Gas Turbines /Kerrebrock, J.L., 1992, 2nd Ed., MIT Press.
Aircraft Propulsion Systems Technology and Design /G.C. Oates (Editor): AIAA Education Series, 1989, ISBN 0-930403-24-X
Aerothermodynamics of Aircraft Engine Components /G.C. Oates (Editor): AIAA Education Series, 1985, ISBN 0-915928-97-3
Aerothermodynamics of Gas Turbine Rocket Propulsion /Oates, G., 1997, AIAA Series

Περιοδικά
Transactions of the American Society of Mechanical Enginneers ASME
Journal of Turbomachinery
Journal of Engineering for Gas Turbines and Power
ΑΙΑΑ
AIAA Journal
Journal of Propulsion and Power
ΙMechE
Journal of power and energy - part a
Journal of aerospace engineering - part g
International Journal of Turbo and Jet-Engines /Freund Publishing House

 

Εργαστηριακές Ασκήσεις
 
Υπολογιστικές Ασκήσεις
 
Γλώσσα Διδασκαλίας
Ελληνική, tutoring (εάν χρειαστεί).
Μέθοδος Διδασκαλίας
Το μάθημα διεξάγεται με μορφή διάλεξης.
Αξιολόγηση
Πρόοδοι:
100%
Φόρτος Εργασίας (σε ώρες)

Παρακολούθηση

Παραδόσεις:
46
Εργαστήρια:
4
Επισκέψεις σε Εργοστάσια:
10

Εκπόνηση

Μελέτη:
 20
Ασκήσεις:
16