Doğada hızlı ve çevik hareket eden canlıların yüzey özelliklerinin rüzgâr türbini kanatlarına uygulanması ve aerodinamik performansa etkileri
Wind turbine blade application of surface characteristics of fast and agile creatures in the nature and their effects on aerodynamic performance
- Tez No: 673046
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ARİF ÖZGÜR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 211
Özet
Enerji ihtiyacı nüfus artışı ve buna paralel olarak tüketim ve üretimdeki artışla birlikte sürekli artış eğilimindedir. Fosil kaynaklı yakıtların rezervlerinin azalmakta olması ve olumsuz çevre etkileri nedeniyle, yenilenebilir enerji kaynaklarına eğilim artmaktadır. 2018 dünya toplam elektrik enerjisi üretiminin; %11'lik bölümü yenilenebilir enerji kaynaklarından, %10'u nükleer enerjiden, %23'ü doğal gazdan, %38'lik bölümü kömürden ve %3'lük bölümü ise petrolden sağlanmıştır. Bunun yanında 2018 yılı dünya yenilenebilir enerji kaynakları dağılımının, %62'lik bölümünün hidroelektrik santrallerinden, %18'lik bölümünün rüzgâr türbinlerinden, %4'lük bölümünün jeotermal, biyokütle ve diğer yenilenebilir kaynaklarından ve %2'lik kısmının güneş enerjisi santrallerinden sağlanmıştır. 2018 yılı itibarı ile, dünya elektrik üretiminin ancak %11'lik bölümü yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlanmış olup; yatırım bedellerinin yüksekliği, altyapı yetersizlikleri, uygulamadaki zorluklar ve bakım maliyetlerinin yüksekliği gibi nedenlerden dolayı, yenilenebilir enerji yatırımları yavaş ilerlemektedir. Bu çalışmada, yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde önemli bir paya sahip ve dünya çapında yatırımların sürekli artış gösterdiği rüzgâr türbinlerinin aerodinamik performanslarının geliştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Mevcut rüzgâr türbin kanatlarının yüzeylerine; doğada hızlı ve çevik hareket eden bazı canlıların kanat ve yüzey figürleri uygulanmıştır. 5 farklı canlının yüzey ve gövde figürleri, model olarak hazırlanan kanat yüzeyine aktarılarak, referans olarak alınan düz yüzeyli kanat ile karşılaştırmaları yapılmıştır. Deneyler sonunda; Gökdoğan kanadı figürlü kanat yüzeylerinin referans olarak alınan düz yüzeyli kanada göre oldukça ayırt edilebilir aerodinamik performans sağladığı sonucuna ulaşılmıştır. Kanada etki eden kaldırma ve sürükleme kuvvetleri oranı verileri bazında değerlendirildiğinde ve ortalama değerlerle referans kanada göre; yaklaşık %9'luk performans artışı olduğu hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The energy need is increasing with the increase of the consumption, production and as well as population. Limited reserves of fossil fuels and their use in energy generation leads the world to use alternative energy sources. Even though there is a trend in using renewable energy sources, fossil fuels have not been eliminated and replaced yet. In order to achieve this, efforts are still underway on how to increase the performance of existing energy generation methods and discovering new generation energy generation technologies. Besides; In 2018, the world's total electrical energy generation; 10% is provided from renewable energy sources, 10% from nuclear energy, 23% from natural gas, 38% from coal and 3% from petrol. It is known that the distribution of world renewable energy resources in 2018 is provided by 62% of hydroelectric power plants, 18% from wind turbines, 4% from geothermal biomass and other renewable sources, and 2% from solar power plants. As of 2018, only 11% of the world's electricity generation is provided by renewable energy sources. Renewable energy investments are progressing slowly due to reasons such as high investment costs, infrastructure inadequacies, difficulties in implementation and high maintenance costs. In this study, it has been studied to improve the aerodynamic performance of wind turbines, which have a significant share among renewable energy sources and have continuous and constantly increasing investments throughout the world. Wing and body surface figures of fast and agile living things were applied on existing wind turbine blade surfaces. The surface and body figures of 5 different creatures were transferred to the reference blade which has a flat surface and comparisons were made. At the end of the experiments; It has been concluded that the figured blades with the Peregrine Falcon wing provided quite distinctive aerodynamic performance compared to the reference wing. When the ratio of lift and drag forces acting on the wing is evaluated on the basis of data and the average values are compared to the reference; It has been calculated that there is a 9% performance increase approximately.
Benzer Tezler
- Kanat çırpma hareketi bulunan dinamik sistemlerin stabilizasyonu
Stabilization of dynamic systems with wing flapping motion
MUSTAFA KAAN ATİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Hava-çevre koşullarına adaptif yüzer güneş enerji santrali tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a floating solar power plant adaptive to weather and environmental conditions
MUSTAFA KEMAL KAYMAK
Doktora
Türkçe
2022
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
- Osmanlı Devleti'nde çarkçı yetiştiren kurumlar
Schools of trai̇ni̇ng naval mechani̇cal engi̇neers in Ottoman Empi̇re
DERYA GEÇİLİ
- Index modulation-based techniques for diffusive molecular communication systems
Moleküler haberleşme sistemleri için indis modülasyonu tabanlı teknikler
AHMET ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- High temperature wear performance of alloyed and carbide reinforced stellite 12 coatings
Alaşımlandırılmış ve karbür takviyeli stellite 12 kaplamaların yüksek sıcaklıkta aşınma davranışı
AMIR MOTALLEBZADEH
Doktora
İngilizce
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR