Derecelendirilmiş kompozit malzemeden rüzgar türbin kanadı tasarımı ve teknik bilgi paketi hazırlanması
Design of wind turbine blade made of graded composite materials and preparation of technical data package
- Tez No: 364248
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CENK BALÇIK, PROF. DR. ÖMER FARUK ELALDI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Sınırsız ve temiz bir kaynak olan rüzgar enerjisi, son yıllarda alternatif enerji kaynakları arasında ilk sırayı almaktadır. Rüzgar türbinlerinin operasyonel performansı, seçilen kanat profillerine ve kullanılan malzemeye bağlıdır. Rüzgar türbinlerinde, kanadın hafif, ekonomik ve dayanıklı olması arzu edildiğinden kanat imalatında son yıllarda kompozit malzeme kullanımı tercih sebebi olmuştur. Bu nedenle 4 m çapında yüksek aerodinamik performanslı NACA 4412 kanat profiline sahip kompozit rüzgar türbin kanadının tasarımı hedeflenmiştir. Bu tasarım için gerekli olan 3 boyutlu rüzgar türbin kanadının akış ve mekanik analizi ANSYS 14.5.7 programı kullanılarak yapılmıştır. Rüzgar türbin kanadının tasarımı 25 m/s rüzgar hızında, 286 devirde ortaya çıkan gerilmenin maksimum olduğu bölgeler dikkate alınarak yapılmış, Epoksi-ECam kompozit tabakanın katman sayısı ve fiber oryantasyon açıları değişimi ile kanat tabakalarında optimum oryantasyon ve kabuk kalınlığı elde edilmiştir. Tasarım sonucunda en yüksek gerilmenin (172,57 MPa ) kanat ile kök arasında meydana geldiği görülmüştür. Kanat numunesi üzerinde yapılan deneysel çalışmalarda, çekme deneyinde maksimum gerilme 201,9 MPa, eğilme deneyinde ise 280,1 MPa olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlarla kanadın kritik bölgede meydana gelen gerilmeye dayanımlı olduğu görülmüştür. Böylece, düşük hızlarda dönebilecek hafif rüzgar türbin kanadının kritik tasarım modeli geliştirilmiş ve imalata hazır hale getirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Wind energy, as sustainable and green resource, became an alternative energy source in the last decade. Operational effectiveness of the wind turbine depends on the performance of the airfoils chosen and the material used. At wind turbines, because the composite materials are used lately to make the blade light, economical and durable; the composite material was preferred for the design of high-performance wind turbine blade (NACA 4412) with a diameter of 4 m. Three dimensional flow and mechanical analysis of the blade were carried out by using ANSYS 14.5.7 program. The design of wind turbine blade was done at the maximum stress regions which occurred at 25 m/s and 286 rpm, the optimum orientation and thickness of blade shells were obtained by changing the number of plies and fiber orientation angles of Epoxy-EGlass composite layers. In final design, the maximum stress was found as 172.57 MPa located between hub and blade. In experimental study of blade samples, the maximum stress was found 201.9 MPa in tension test, whereas the corresponding value was obtained as 280.1 MPa in bending test. Based on these results, it was observed that the blade can withstand against the stress occured at the critical region. Hence, a critical design model of light wind turbine blade which could be used at low wind speed was developed and made ready for manufacturing.
Benzer Tezler
- Thermo-elastic analysis and multi objective optimal design of functionally graded flywheel for energy storage systems
Enerji depolama sistemleri için fonksiyonel derecelendirilmiş volan termoelastik analizi ve çok parametreli optimizasyonu
ALPER UYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Balistik etkisine karşı AA5083 / Al2O3 fonksiyonel derecelendirilmiş kompozit malzemeden ve AA5083 köpükten oluşan zırh malzemesinin üretilmesi ve geliştirilmesi
Production and development of armor materials from AA5083 / Al2O3 functional graded composite material and AA5083 foam against ballistic effects
HANDE ARDIÇOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HANİFİ ÇİNİCİ
DR. HALİL KARAKOÇ
- Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden üretilen plakların mekanik ve ısıl yükler altındaki burkulma analizi
Buckling analysis of functionally graded plates under thermal and mechanical loads
İBRAHİM UTKU AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Derecelendirilmiş dikdörtgensel plaklarda bazı stabilite problemlerinin çözümleri
Solutions of some stability problems in functionally graded rectangular plates
VEDAT TAŞKIN
Doktora
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. UĞUR GÜVEN
- İç basınç ve sıcaklık etkisindeki metal ve fonksiyonel derecelendirilmiş kompozit yapının matematiksel modellenmesi
Mathematical modelling of metal and functionally graded composite structure under the influence of internal pressure and temperature
MUHAMMED FURKAN ERHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN SELİM TÜRKBAŞ