Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Kürşat ÇOBAN
Danışman: Nuri Yücel
Özet:
Hidrolik türbinler, ticari olarak insanlığın elektrik ihtiyacını, suyun kinetik ve potansiyel enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek karşılamaktadırlar. Gelişen teknoloji ve üretim yöntemleri ile büyük boyutlu türbinlerin küçülüp normal türbinlerin kullanılamayacağı durumlarda da kullanılabileceği ön görülmektedir. Bu fikir kapsamında en küçük boyut olan piko boyutunda kaplan türbini bu çalışmanın konusu olarak seçilmiştir. Bu tezin amacı, piko boyuttaki Kaplan türbinlerinde kanat sayısı ve kanat profilinin performansa olan etkisini incelemektir. Bu sebeple, 85 mm çaplı boru içinde çalışması öngörülen, deneysel olarak çalışılmış bir türbin referans olarak seçilmiştir. Bu referans türbinin deney sonuçları ile bu çalışmada yapılan sayısal analiz sonuçları karşılaştırılmıştır ve sonuçların eşleştiği görülmüştür. Bu çalışma kapsamında referans türbin geometrisi kullanılarak türbin kanat sayısının ve türbin kanat profilinin performansa olan etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Bu incelemede referans türbin geometrisi Ansys paket programının BladeGen modulünde tekrar oluşturulmuş ve bu geometrinin CFX modülünde sayısal hesaplamaları yapılmıştır. Yapılan nümerik analizler sonucunda kanat sayısının yediye kadar artışının türbinin performansında artış sağladığı ve yedi kanattan sonra türbin performansında düşüş olduğu tespit edilmiştir. Kanat profilinin değişiminin belirli sınır şartları altında türbinin performansını yüzde on altı kadar artırdığı, ancak tüm nümerik analizler kontrol edildiğinde türbin performansının yüzde üç buçuk azaldığı gözlenmiştir. Ulaşılan sonuçlara göre piko boyutlu türbinler uygun şartlar altında ulusal elektrik şebekesinin ulaşamadığı yerlerde düşük güçteki elektrik ihtiyacını karşılayabilir ancak değiştirilmiş kanat profilinin optimize edilmesi gerekmektedir.
Anahtar Kelimeler : Hidrolik türbin, Kaplan türbini, performans hesaplamaları, hesaplamalı akışkanlar dinamiği, Piko türbin