Kepez Hidroelektrik Santrali'nin saha ölçümleri ve sayısal bazlı hidrolik analizi
Hydraulic analysis of Kepez Hydroelectric Power Plant based on site measurements and numerical analysis
- Tez No: 486623
- Danışmanlar: PROF. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU, DR. KUTAY ÇELEBİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Bu tez çalışmasında, Antalya'da bulunan Kepez-1 Hidroelektrik Santrali Rehabilitasyon Projesi'nin kavramsal tasarımı gerçekleştirilmiştir. MİLHES adlı Tübitak Kamag projesinin amacı, santralin tüm bileşenlerini yerli imkanlarla yenileyerek, günümüz tasarım yaklaşımlarıyla yeni bir tasarım yaparak mevcut santralin gücünü ve verimini artırmaktır. Projenin faaliyet alanı, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) destekli su türbini tasarımını, model üretim ve testini, prototip üretim ve montajını, generatör ve SCADA sistemini kapsamaktadır. Kavramsal tasarım çalışmaları, projenin ilk adımı olup, hidrolik türbin tasarımı, kavramsal tasarım çalışmalarını baz alarak gerçekleştirilmiştir. Mevcut santral, hidrolik türbinin en önemli iki tasarım parametresi olan debi ve hidrolik yük değerleri hedeflenerek modellenmiştir. Modellerde Manning's sürtünme eşitliği kullanılmıştır. Bu modeller, santralin başlangıç noktası olan rezervuardan türbinin girişine kadar olan detayları içermektedir. Bu detaylar için kaynaklar, saha inceleme çalışmaları ve santral teknik resimleridir. Bilgisayar ortamında oluşturulan modellerin doğrulanması için teknik resimleridir. Bilgisayar ortamında oluşturulan modellerin doğrulanması için saha testleri gerçekleştirilmiştir. Bunlar debi, hidrolik yük, verim ve güç ölçüm testleridir. Test sonuçlarının, model sonuçlarıyla karşılaştırılması sonucu literatürde bulunmayan kirecin sürtünme katsayısına bir yaklaşım oluşturulmuştur. Farklı debilerde borularda oluşan kayıp değişeceğinden, türbine kalan hidrolik yükler de değişecektir. Bu sebeple farklı debilerdeki hidrolik yükler doğrulanan modellerle hesaplanmıştır. Debi ve hesaplanan hidrolik yük, hidrolik türbin tasarımında kullanılan iki ana parametredir. Bunların ışığında türbinin çalışabileceği çalışma aralığı eğrisi çıkarılmış, tasarlanacak yeni türbinin tasarım debi ve hidrolik yüksü belirlenmiştir. Bunlara ek olarak doğrulanan modelin zamana bağlı çözümleri gerçekleştirilmiş ve su darbesi etkisi ölçülmüştür. Su darbesi hesabı için kullanılan modellerin doğruluğu için sahada ani kapanma testleri gerçekleştirilmiş ve modelden zamana bağlı basınç eğrilerinin testlerle örtüşmesi beklenmiştir. Saha testleri ve bilgisayar ortamında oluşturulan modelin karşılıklı iterasyonu sonucunda, su darbesi zamana bağlı analiz sonuçları, santralde bulunan PRV'ye (Basınç Düzenleme Vanası) ve türbin önünde bulunan sürgülü vanaya girdiler oluşturmuştur. Tüm bu sonuçlar daha yüksek verimli ve daha yüksek güç üretebilen su türbini tasarımı için temel oluşturmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, Conceptual Design of Kepez-1 Hydroelectric Power Plant which is in Antalya, Turkey was studied. The aim of the rehabilitation project called MILHES, financially supported by Tubitak Kamag, is to increase the power and efficiency with state of the art techniques. The scope of the project is Computational Fluid Dynamics (CFD) aided turbine design, model manufacturing and tests , design, production and implementation of the turbine, generator and the SCADA system. Design of the hydraulic turbine is based on the conceptual design performed in this study. The hydroelectric power plant is modeled with two design parameters: head and flow rate. Manning's friction factor is used in the computations. The source for these details is technical drawings and site observations. For verification of the power plant model, field tests are performed as a part of the project. As a result of the comparison of numerical and field test results, friction coefficient of limestone is predicted and used for further computations. The losses in pipeline change with flow rate; therefore, head values are calculated for different flow rates. With the light of this thesis, operation limits of the turbine are determined. Best efficiency and design points of the turbine are obtained, as well as the range of operation for flow rate and head. Transient analysis of the system is also performed to evaluate water hammer characteristics. For the verification of water hammer analysis, instant load rejection tests are conducted. The results of the transient analysis provide the inputs for the design of by-pass pipeline and pressure relief valve. These results provide an idea on the feasibility of the increase in power.
Benzer Tezler
- Zamana bağlı bir akım sırasında bir hidroelektrik santralde basınç düşürücü vana ile türbinler arasındaki etkileşimin araştırılması
Investigation of interaction between pressure relief valve and turbines during a transient flow in a hydropower plant
MEHMET ALİ ÇETİNTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER BOZKUŞ
- Su türbini deney düzeneği bileşenlerinin tasarımı ve deneysel doğrulama çalışmaları
Component design for a hydraulic turbine test rig and verification study by experiments
FEVZİ BÜYÜKSOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YİĞİT TAŞCIOĞLU
DR. KUTAY ÇELEBİOĞLU
- Calibration of a plunger valve performance using numerical and experimental methods: A case study on Kepez hydropower plant
Piston vana performansının sayısal ve deneysel yöntemlerle kalibrasyonu: Kepez hidroelektrik santrali örneği
ABDUL RAHMAN SABRA KAAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER BOZKUŞ
- Francis tipi türbinlerin sayısal yöntemler ile tasarımı, parametre optimizasyonu ve model testlerinin sayısal alt yapısının geliştirilmesi
Design and parameter optimization of Francis type turbines and development of substructure of model tests by numerical methods
ÜLKÜ ECE AYLI İNCE
Doktora
Türkçe
2016
EnerjiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU
DR. KUTAY ÇELEBİOĞLU
- Francis tipi türbin modelinin performans testlerinin gerçekleştirilmesi ve sayısal sonuçların test sonuçlarıyla doğrulanması
Performance tests of francis type turbine model andvalidation of numerical results by experimental results
FERDİ BESNİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU
DR. KUTAY ÇELEBİOĞLU