Değişken debilerde yüksek verimde çalışan bir çapraz akış türbini geliştirilmesi
Development of a cross flow turbine for various flow rate conditions at high efficiency
- Tez No: 287024
- Danışmanlar: DOÇ. DR. K. SÜLEYMAN YİĞİT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Büyük hidroelektrik santrallerin yatırım maliyetlerinin yüksek olması büyük debi veya düşülere ihtiyaç duyması ayrıca çevreci kabul edilmemeye başlaması yeni yatırımların küçük hidroelektrik santrallere doğru kaymasına neden olmuştur [1]. Ülkemizde büyük hidroelektrik santrallerin kurulacağı yeni yerlerin olmayışı veya verimli toprakların ve tarihi yapıların su altında kalması nedeniyle küçük hidroelektrik santraller, günümüzde en önemli yenilenebilir enerji kaynağı olarak görülmektedir. Bu çalışmanın özgün tarafı, çapraz akış türbinlerinde debi ayarının ilk defa bir sürgülü vana kullanılarak yapılmasıdır. Bu amaçla, ilk olarak; çapraz akış (Banki) türbini temel alınarak yeni bir çapraz akış türbin geliştirme ve kontrol sistemi tasarımı yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında; tamamen yerli kaynaklar kullanılarak Türkiye Elektro Mekanik Sanayi (TEMSAN) A.Ş.'ye tasarlanan ve çizimleri yapılan türbin imal ettirilmiştir. Üçüncü aşamada ise; türbinin test edilebilmesi için bir deney düzeneği tasarımı yapılarak GYTE'de düzeneğin kurulumu gerçekleştirilmiştir. Dördüncü aşamada; Banki türbininin çalışma koşullarının belirlenmesi amacı ile Yüzey Cevap Yöntemi (YCY) uygulanarak optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Çalışma şartları belirlendikten sonra, beşinci aşamada; türbin performansı deneyleri, altıncı aşamada; ise sürgülü vana performansı deneyleri yapılmıştır. Deneylerde debi kontrolü sürgülü vana ile yapılarak türbinin, düşük debilerde yüksek verimde çalışması sağlanmıştır. Yedinci aşamada; Deneylerden elde edilen sonuçlar, hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri ile mukayese edilmiştir. Sekizinci ve son aşamada ise; sistemden çekilen güç değişimlerinde sürgülü vananın rolü üzerine, Matlab-Simulink programı kullanılarak modelleme çalışmaları yapılmıştır. Çalışmanın sonucunda ise, ilk kez bir sürgülü vana kullanılarak Çapraz Akış Türbininin debi ayarının yapılabildiği ve sürgülü vana kullanımı ile tasarım debisinden daha düşük debilerde verimde % 5'e varan iyileştirmeler elde edildiği görülmüştür. Ayrıca hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri (HAD) ile mukayese edildiğinde nitelik bakımından benzer sonuçlar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Micro hydroelectric power plants have been considered as the most important renewable energy sources since larger plants are no more environmentally accepted and finding suitable sites are difficult. Due to the fact that in our country there is no appropriate places to construct big hydroelectric power plants or possibility of flooding historical places and fertile land, micro hydroelectric power plant would be one of the most important renewable energy resources. Analysis of turbines yields that cross flow turbine is one of the suitable types considering resources of our country. The reason behind their rare use is their lower efficiency at variable flow rates. In this study, first of all, responding to our country?s demand and conditions, a cross flow turbine was designed. In the development-phase, turbine theory and experience of other researchers have been utilized. The turbine has been manufactured by Turkish Electro Mechanics Industry (TEMSAN), the only public institution of Turkey in its area and using completely domestic sources. In the second phase an experimental setup was designed and installed at Gebze Institute of Technology for testing the turbines of similar capacities. And then in the fourth phase Surface Response Method was applied to specify the operating range of the Banki Turbine. Turbine performance was tested, after constructing a hydroelectric laboratory with needed experimental setup and performance of the sliding valve which was a major contribution of this study was tested as a fifth and sixth phase, respectively. In the seventh phase, results were verified by computational fluid dynamics analyses. In the final phase, using Matlab-Simulink modelling and simulation were performed on the role of sliding valve for different power outputs. Our results showed that as the first time it is possible to make flow rate control of Cros Flow Turbine by using sliding valve. It is also shown that using the sliding valve increased the efficiency up to 5% under flow rates of designed flow rate. The computational fluid dynamic analysis also showed similar results to our experimental data.
Benzer Tezler
- Mikro kriyojenik soğutucu tasarımı
Development of a microscale cryogenic device
BERKAY HALVAŞİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- Konvansiyonelden akıllıya çevrilmiş olan bir pompanın performansının belirlenmesi üzerine deneysel bir çalışma
An experimental study on determining the performance of a pump converted from conventional to intelligent
MEHMET FATİH POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KAHRAMAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN BABAYİĞİT
- Sanal gövdeli siklon ayırıcılarda gövde çapının siklon performansına etkisinin deneysel incelemesi
Experimental investigation of the effect of body diameter on cyclone performance in virtual body cyclone seperators
GÖKHAN ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATAKAN AVCI
- Kompresör çark tasarımına etki eden parametrelerin incelenmesi
Investigation of compressor impeller design parameters
EDA BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Development of microfluidic systems for differential sorting of microparticles and investigation of their performances
Mikro partiküllerin ayrıştırılması için mikro akış sistemlerinin geliştirilmesi ve performanslarının incelenmesi
KAAN ERDEM
Doktora
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
PROF. DR. ALİ KOŞAR