Mikro pelton türbin tasarımı, sayısal analizleri ve deneysel olarak incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: UĞUR İNANÇ İNCİ

Danışman: NURİ YÜCEL

Özet:

Tez kapsamında, 20 metre düşü ve 1,5 lt/sn debi aralığına göre mikro kapasitedeki Pelton türbini tasarımı gerçekleştirilmiştir. Söz konusu tasarım; temel analitik yaklaşımlar, yapılan literatür araştırması sonucunda elde edilen sayısal ve deneysel sonuçların değerlendirilmesi ve Pelton türbin endüstrisinde oluşturulan bilgi birikimi de göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. Tasarım süreci Pelton türbinleri için literatürde izlenen adımlara paralel olarak öncelikle analitik yöntemler ile deneysel sonuçların birlikte değerlendirilmesiyle başlatılmıştır. Ardından, çark ve nozul ekipmanlarının ayrıntılı sayısal analizleri FlowVision HAD yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sayısal analizler gerçekleştirilirken öncelikle farklı kaşık geometrileri üzerinde statik analizler yapılarak, tork değerleri elde edilmiş türbin verimini artırmaya yönelik uygun kaşık / çark geometrilerinin hangileri olabileceği hususu incelenmiştir. Çalışmanın devamında, seçilen uygun çark ve kaşık profiline göre üç boyutlu geometriler ve sayısal ağ oluşturularak HAD analizleri sürdürülmüştür. Analizler, çark etrafında sırasıyla 18 ve 19 kaşık olacak şekilde tekrarlanmış ve tork değerlerindeki değişimler elde edilmiştir. Sonuç olarak, bu debi ve düşüde en verimli çarkın 18 kaşıklı, bir nozullu ve kaşık sapma açısı 8 derece olan çark olduğu belirlenmiştir. Bu çarkın imalatı gerçekleştirilerek üzerinde tork ve çıkış gücü testleri yapılmıştır. Testler sonucunda deneysel ve sayısal değerler arasında % 6,5'lik kabul edilebilir bir hata oranı hesaplanmıştır.