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
- Tez No: 534880
- Danışmanlar: PROF. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU, DR. KUTAY ÇELEBİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- 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: 123
Özet
Francis türbinleri, yüksek verimlilikleri ve geniş işletim aralığında gösterdikleri yüksek performans nedeniyle hidroelektrik santrallerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Türbin modellerinin performans ve kavitasyon testleri, hidroelektrik santralinin (HES) spesifikasyonlarına göre tasarlanan esas türbinlerin üretilmesinden önce gerçekleştirilmelidir. Bu sayede, ucuz olması ve hızlı sonuç vermesinden dolayı sık tercih edilen Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak elde edilen türbin hidrolik verim değeri model testleri tarafından garanti altına alınmış olur. Hem test merkezi hem de deneysel incelemeler belirli standartların gerektirdiği yükümlülükleri sağlamak zorundadır. Bu bağlamda Türkiye'de ilk kez model türbinlerin test edilmesi amacıyla TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Su Türbini Tasarım ve Test Merkezi kurulmuştur. Tesis, sistemin su gereksinimini sağlayan 700 m3 hacimli bir su deposuna ve herhangi bir santralin simüle edilmesi amacıyla farklı debi ve düşü değerlerinde seri, paralel veya tekli olarak çalıştırılabilen frekans kontrollü 1,5 MW güce sahip iki adet santrifüj pompaya sahiptir. Deney düzeneğinde 2 MW güce kadar model türbinler test edilebilmektedir. Üç üniteden oluşan Kepez-1 santralinin birinci ünitesi için yapılan rehabilitasyon çalışması kapsamında yeniden tasarlanan esas türbinin model performans testleri bu test merkezinde gerçekleştirilmiş ve geniş bir işletim aralığında çeşitli debi, düşü ve ayar kanadı açısı kombinasyonları için türbin performans özelliklerini gösteren tepe diyagramı deneysel olarak elde edilmiştir. Tez kapsamında ölçüm ekipmanları, bunların kalibrasyon metodu, model performans deneyinin uygulanışı ilgili test merkezinde geçerli olmak üzere aşamalı bir şekilde detaylandırılarak verilmiştir. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) standartlarının belirlediği, test sonrası hesaplanması gereken türbin parametreleri optimum verim noktası için ayrı ayrı hesaplanmış ve belirsizlik analizi gerçekleştirilmiştir. Model türbin performans testi kapsamında daha önce grubumuz tarafından gerçekleştirilen HAD çalışmalarının sonuçlarını doğrulamak amacıyla elde edilen deneysel veriler bahsedilen sayısal sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma, IEC standartlarına göre hidrolik verimliliğin doğrulanmasını sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Francis türbinleri, yüksek verimlilikleri ve geniş işletim aralığında gösterdikleri yüksek performans nedeniyle hidroelektrik santrallerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Türbin modellerinin performans ve kavitasyon testleri, hidroelektrik santralinin (HES) spesifikasyonlarına göre tasarlanan esas türbinlerin üretilmesinden önce gerçekleştirilmelidir. Bu sayede, ucuz olması ve hızlı sonuç vermesinden dolayı sık tercih edilen Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak elde edilen türbin hidrolik verim değeri model testleri tarafından garanti altına alınmış olur. Hem test merkezi hem de deneysel incelemeler belirli standartların gerektirdiği yükümlülükleri sağlamak zorundadır. Bu bağlamda Türkiye'de ilk kez model türbinlerin test edilmesi amacıyla TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Su Türbini Tasarım ve Test Merkezi kurulmuştur. Tesis, sistemin su gereksinimini sağlayan 700 m3 hacimli bir su deposuna ve herhangi bir santralin simüle edilmesi amacıyla farklı debi ve düşü değerlerinde seri, paralel veya tekli olarak çalıştırılabilen frekans kontrollü 1,5 MW güce sahip iki adet santrifüj pompaya sahiptir. Deney düzeneğinde 2 MW güce kadar model türbinler test edilebilmektedir. Üç üniteden oluşan Kepez-1 santralinin birinci ünitesi için yapılan rehabilitasyon çalışması kapsamında yeniden tasarlanan esas türbinin model performans testleri bu test merkezinde gerçekleştirilmiş ve geniş bir işletim aralığında çeşitli debi, düşü ve ayar kanadı açısı kombinasyonları için türbin performans özelliklerini gösteren tepe diyagramı deneysel olarak elde edilmiştir. Tez kapsamında ölçüm ekipmanları, bunların kalibrasyon metodu, model performans deneyinin uygulanışı ilgili test merkezinde geçerli olmak üzere aşamalı bir şekilde detaylandırılarak verilmiştir. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) standartlarının belirlediği, test sonrası hesaplanması gereken türbin parametreleri optimum verim noktası için ayrı ayrı hesaplanmış ve belirsizlik analizi gerçekleştirilmiştir. Model türbin performans testi kapsamında daha önce grubumuz tarafından gerçekleştirilen HAD çalışmalarının sonuçlarını doğrulamak amacıyla elde edilen deneysel veriler bahsedilen sayısal sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma, IEC standartlarına göre hidrolik verimliliğin doğrulanmasını sağlamaktadır.
Benzer Tezler
- Francis turbine design and optimization by using CFD
HAD analizleri yardımı ile francis türbin tasarımı ve optimizasyonu
BERK CAN DUVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HABİL METE ŞEN
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Bir francis türbin performansının, hesaplamalı akışkanlar dinamiği ve saha verimlilik ölçümleriyle incelenmesi
Investigation of a francis turbine performance using cfd and site efficiency measurements
YAĞMUR TUĞBA ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU
- Su türbinleri için dirsek tipi emme borusunun HAD tabanlı tasarımı ve eniyilemesi
CFD-based design and optimization of an elbow type draft tube for hydraulic turbines
GİZEM DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ACAR
- 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 türbini yayıcısındaki akışın modellenmesi
Modelling of fluid flow in francis turbine draft tube
AYDIN HACI DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT KAVURMACIOĞLU