Kavitasyonlu ve kavitasyonsuz akış koşullarında santrifüj pompa çarkının hesaplamalı akışlar dinamiği yöntemi ile analizinin yapılması
Computational fluid dynamics analysis of a centrifugal pump impeller under cavitating and non-cavitating flow conditions
- Tez No: 1009788
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ TURGUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Computational fluid dynamics (HAD)
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, santrifüj bir pompa çarkının hidrolik performansı, türbülans modeli etkisi ve kavitasyon davranışı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma iki aşamada yürütülmüş olup ilk aşamada, tasarlanan çark geometrisi üzerinde standart k-ε, RNG k-ε, standart k-ω ve SST k-ω türbülans modelleri kullanılarak ağ bağımsızlık analizleri gerçekleştirilmiş, farklı hücre yoğunlukları için elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış, y⁺ değerlerinin çözüm doğruluğu üzerindeki etkileri değerlendirilmiş ve tasarım çalışma noktasına en yakın hidrolik performansı veren türbülans modelleri belirlenmiştir. Bu doğrulama sürecinin ardından, kavitasyonsuz akış koşullarında güvenilir sonuçlar ürettiği tespit edilen SST k-ω ve standart k-ε türbülans modelleri seçilerek kavitasyonlu akış analizlerine geçilmiştir. Bu kapsamda gerçekleştirilen kavitasyonlu analizlerde pompa performansı farklı işletme koşulları ve çark geometrileri için karşılaştırmalı olarak incelenmiş; kavitasyonun pompa performansı üzerindeki etkileri basma yüksekliği, basınç dağılımları ve buhar hacim oranı değişimleri üzerinden değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kanat sayısının artmasıyla birlikte düşük Net Pozitif Emme Yüksekliği (NPSH) koşullarında basma yüksekliğindeki düşüşün daha erken ve daha belirgin hâle geldiğini, dolayısıyla yüksek kanat sayısına sahip çark geometrilerinin kavitasyon etkilerine karşı daha hassas davranabildiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the hydraulic performance, the effect of turbulence models, and the cavitation behavior of a centrifugal pump impeller were numerically investigated using Computational Fluid Dynamics (CFD). The study was conducted in two stages. In the first stage, mesh independence analyses were performed on the designed impeller geometry using the standard k-ε, RNG k-ε, standard k-ω, and SST k-ω turbulence models. The results obtained for different cell densities were compared, the effects of y⁺ values on solution accuracy were evaluated, and the turbulence models that provided hydraulic performance closest to the design operating point were identified. Following this verification process, cavitating flow analyses were carried out using the SST k-ω and standard k-ε turbulence models, which were determined to produce reliable results under non-cavitating flow conditions. Within this scope, pump performance was comparatively examined under different operating conditions and impeller geometries, and the effects of cavitation on pump performance were evaluated in terms of head, pressure distributions, and variations in vapor volume fraction. The results indicated that, with increasing blade number, the head drop occurs earlier and more distinctly under low Net Positive Suction Head (NPSH) conditions; thus, impeller geometries with higher blade numbers may exhibit greater sensitivity to cavitation.
Benzer Tezler
- Santrifüj pompalarda kavitasyonun modellenmesi
Modelling of cavitation in centrifugal pumps
AYDIN HACI DÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA YUMURTACI
DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Hidrofoillerde büküm, yüzey olukluluğu ve giriş ucu tüberkül etkilerinin kavitasyonlu akış koşullarında deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of twist, surface corrugation and leading edge tubercle effects in hydrofoils under cavitating flow condition
SİNEM ÖKSÜZ
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRİ ÇELİK
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR USTA
- Eksen dışı akış koşullarında gemi pervanesi kaynaklı sualtı gürültüsünün had tabanlı analizi
CFD based analysis of underwater noise generated by a marine propeller under oblique inflow conditions
GİRAY ESMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TANER ÇOŞGUN
- Gemi pervanelerinde kavitasyon ve kavitasyon erozyonu modellemesi
Cavitation and cavitation erosion modeling on marine propellers
ONUR USTA
Doktora
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN KORKUT
- Gemi pervanelerinde ölçek etkisinin açık su karakteristikleri, kavitasyon oluşumu ve kavitasyon erozyonu üzerinde incelenmesi
An investigation into the scale effects on open water, cavitation and erosion characteristics of marine propellers
SELAHATTİN ÖZSAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN KORKUT