Geri Dön

Sayısal temelli yaklaşımlarla francis türbin tasarımı ve optimizasyonu

Francis turbine design and optimization with numerical based approaches

PDF İndir

  1. Tez No: 1010275
  2. Yazar: MERT ÖZAK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH KARAASLAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Francis türbini, Francis turbine
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Günümüz dünya şartlarında artan enerji ihtiyacı oldukça önemli bir konu haline gelmiştir. Özellikle temiz enerji üretiminin önemi de eş zamanlı artmaktadır. Bu kapsamda yenilenebilir enerji üretim yaklaşımlarından biri olan hidroelektrik santral teknolojisi önemli bir araştırma konusu olmaktadır. Hidroelektrik enerji santrallerinde; suyun potansiyel enerjisi, kinetik enerjiye dönüştürülerek elektrik enerjisi üretilmektedir. Santraldeki en önemli bileşen hidrolik türbinlerdir. Ülkemiz şartlarında henüz hidroelektrik santrallerde kullanılan hidrolik türbinlerin yerli olarak tasarımı tam olarak gelişmemiştir. Bu çalışma kapsamında hidroelektrik santrallerde çok geniş bir saha yelpazesinde kullanılabilen Francis tip türbinin tasarım ve akış karakteristiği incelenmiştir. Bu çalışmada analitik ve sayısal yöntemler kullanılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar iki ana faz üzerine oturtulmuştur. Birinci faz çalışmaları türbin ön tasarım sürecini oluşturmaktadır. Gerçek saha koşulları kullanılan çalışmamızda H=83,5 m net düşü ve Q=1,65 m3/s debi şartları için türbin ana boyutları belirlenmiştir. Ampirik yaklaşımlar kullanılarak Francis türbinin ıslak yüzey tasarımları tamamlanmıştır. İkinci faz çalışmaları sayısal simülasyon ve analiz sürecinden oluşmaktadır. Gövde ve ıslak hidrolik yüzey tasarımlarının tamamlanması ile birlikte HAD (hesaplamalı akışkanlar Dinamiği) temelli yaklaşımlar kullanılarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Sayısal temelli analizlerde öncelikle tekil kanat analizleri yapılmıştır. Tekil kanat analizlerinden elde edilen sonuçlar değerlendirilerek; türbin verimini arttırabilmek amacı ile çark kanat geometrisi üzerinde optimizasyon faaliyetleri yürütülmüştür. Kanat tasarımının tamamlanması ile birlikte tam yük şartlarında komple türbin analizi yapılmıştır. Ardından önce tek yönlü daha sonra da iki yönlü katı-sıvı etkileşimi analizleri yapılmıştır. Tek ve iki yönlü analiz sonuçları arasındaki farklar irdelenmiştir. Türbin analizlerinde FSI yönteminin etkili bir araç olabileceği vurgulanmıştır.

Özet (Çeviri)

The increasing energy demand in today's world conditions has become a very important issue. The importance of clean energy production is also increasing simultaneously. In this context, hydroelectric power plant technology, which is one of the renewable energy production approaches, is an important research topic. In hydroelectric power plants; the potential energy of water is converted into kinetic energy and electrical energy is produced. The most important component in the power plant is hydraulic turbines. In our country, the domestic design of hydraulic turbines used in hydroelectric power plants has not yet been fully developed. Within the scope of this study, the design and flow characteristics of Francis type turbines, which can be used in a wide range of fields in hydroelectric power plants, were examined. Analytical and numerical methods were used in this study. The studies carried out were based on two main phases. The first phase studies constitute the preliminary design process of the turbine. In our study, where real field conditions were used, the main dimensions of the turbine were determined for H=83,5 m net head and Q=1,65 m3/s flow conditions. The wet surface designs of the Francis turbine were completed using empirical approaches. The second phase studies consist of numerical simulation and analysis processes. With the completion of the body and wet hydraulic surface designs, simulations were performed using CFD (Computational Fluid Dynamics) based approaches. In numerical based analyses, firstly individual blade analyses were performed. By evaluating the results obtained from individual blade analyses; optimization activities were carried out on the runner blade geometry in order to increase the turbine efficiency. A complete turbine analysis was performed under full-load conditions, with the blade design being compatible. Following this, first one-way and then two-way solid-liquid interaction analyses were conducted. The differences between the unidirectional and bidirectional analysis results were examined. It was emphasized that the FSI method can be an effective tool in turbine analysis.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    948682

    Sayısal yükseklik ve arazi modelleri kullanılarak kıyı şeridindeki tsunami tehlikesinin değerlendirilmesi: -dereağzı örneği

    Assessing tsunami hazard along the coastline using digital elevation and terrain models: A case study of dereağzi

    BÜŞRA BALCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİMMET KARAMAN

  2. Tez No

    805511

    Çizge evrişimli sinir ağları kullanılarak metin sınıflandırma

    Text classification using graph convolutional networks

    RUKİYE ÖZDEMİR TEKİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDURRAHİM AKGÜNDOĞDU

  3. Tez No

    854614

    Yaratıcı kodlama ile üretilen interaktif tipografi çalışmaların incelenmesi

    Examination of interactive typography works produced with creative coding

    OLGA DAŞCİNSCAİA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Güzel SanatlarYeditepe Üniversitesi

    Grafik Tasarım Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DEMET KARAPINAR

  4. Tez No

    714408

    Ses-üstü uçaklarda çok-disiplinli ve çok-doğruluklu optimizasyon yöntemlerinin uygulanması

    Application of multi-disciplinary and multi-fidelity optimization methods in supersonic aircraft design

    ŞIHMEHMET YILDIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELİKE NİKBAY

  5. Tez No

    798408

    Mekan biçimlenmesinde morfogenetik denemeler

    Morphogenetic approaches to architectural form

    TEVFİK SAYGIN ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NİZAM ONUR SÖNMEZ

Geri Dön