Basınçlı su dağıtım sistemlerinde enerji geri kazanımına yönelik adaptif hat tipi türbin tasarımı
Adaptive in-line turbine design for energy recovery in pressure water distribution systems
- Tez No: 698469
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Aydın Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
İçme suyu dağıtım sistemlerinde su türbinlerinin kullanılması, özellikle son yıllarda üzerinde çalışılan konulardan olmuştur. Engebeli arazilerde kurulan şehir şebekelerinde optimum basıncı sağlamak zorlaşmakta, bu da hatların işletilmesinde büyük enerji maliyetleri oluşturmaktadır. Bu maliyetleri düşürmenin bir yolu, yüksek basınca sahip akış konumlarında enerji geri kazanımı sağlamaktır. Bu çalışmada türbin tipi seçim kriterleri üzerinde durularak şebeke koşullarında çalışabilecek su türbini için adaptif bir türbin sistemi tasarlanmaya çalışılmıştır. Tip olarak eksenel türbin kategorisine giren burgu tipi çark seçilmiş ve bilgisayar destekli mühendislik (CAE) yazılımları desteği ile iç akış şartlarına göre tasarlanmıştır. Tasarım aşamalarında 3B modeller oluşturulmuş ve özellikle devir sayısı, kanat çıkış açısı ve kanat çıkış boyunun etkileri hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı olan Ansys Fluent ile simule edilmiştir. Şebeke sistemlerinde genellikle gece debisinin düşük, gündüz debisinin ise yüksek seviyelerde seyretmesine binaen iki farklı kapasitede türbin çarkı için en verimli noktadaki devir sayıları ve kanat çıkış açıları tespit edilmiştir. Geometrisi belirlenen türbin çarklarının sayısal çözümlemeleri, farklı fakat birbiriyle orantılı seçilen debi ve devir sayıları ile simule edilmiş, karakteristik eğrileri elde edilmiştir. Tasarım noktasındaki hidrolik verim değerleri gündüz çarkı için %90, gece çarkı için ise %87 olarak hesaplanmıştır. İçme suyu özellikleri de gözetilerek malzeme seçimi yapılan gece ile gündüz türbinleri, kademeli çark yapısında tasarlanarak montaj yapısı, sonrasında da şebeke kurulum sistemi oluşturulmuştur. Çalışma düzeni, sistemin kontrolü için tasarlanan ve hattaki suyun basıncı ile çalışan hidrolik sistem ile sağlanmıştır. 8'er adet çark ve 7'şer adet ara kılavuz kanat içeren kademeli türbinlerin yaklaşık hidrolik verim değerleri gündüz türbini için %73, gece türbini için ise %70 olarak simülasyon sonuçlarından elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The use of water turbines in drinking water distribution systems has been a subject that has been studied especially in recent years. It is difficult to provide optimum pressure in city networks established on rough terrain, and this creates large energy costs in the operation of the lines. One way to reduce these costs is to recover energy in high-pressure flow locations. In this study, an adaptive turbine system has been tried to be designed for a water turbine that can operate in network conditions by referring the turbine type selection criteria. The auger type impeller, which falls under the axial turbine categoryis was selected, and designed according to internal flow conditions with the support of computer aided engineering (CAE) software. During the design phases, 3D models were created and the effects of rotational speed, blade outlet angle and blade outlet length were simulated with Ansys Fluent, a computational fluid dynamics (HAD) software. Due to the fact that the night flow rate is low and the day flow rate is high in the network systems, the rotation numbers and blade outlet angles at the most efficient point have been determined for two different capacity turbine impellers. The numerical analyzes of the turbine impellers, whose geometry was determined, were simulated with different but proportionally selected flow rates and revolutions, and their characteristic curves were obtained. The hydraulic efficiency values at the design point were calculated as 90% for the day wheel and 87% for the night wheel. The day and night turbines, whose materials were selected by considering the drinking water characteristics, were designed in a stepped wheel structure, and the assembly structure and then the network installation system were created. The working order is provided by the hydraulic system designed for the control of the system and working with the pressure of the water in the line. The approximate hydraulic efficiency values of the stepped turbines with 8 impellers and 7 intermediate guide blades were obtained from the simulation results as 73% for the day turbine and 70% for the night turbine.
Benzer Tezler
- Theoretical modeling of the energy efficiency of a shopping mall
Bir alışveriş merkezinin enerji verimliliğinin teorik modellenmesi
HAMZA ABUALESS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR BİLEN
- Basınçlı hava sistemlerinde enerji kayıplarının belirlenmesi ve tasarruf yöntemleri
Determining energy losses and saving methods in compressed air systems
ÖNDER TUTU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiKütahya Dumlupınar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİMETİ DÖNER
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMRAN ERÇETİN
- Development of porous ceramics for wastewater purification
Atık su filtrelenmesi için gözenekli seramiklerin geliştirilmesi
DAMLA ZEYDANLI
Doktora
İngilizce
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
DOÇ. DR. ÇEKDAR VAKIF AHMETOĞLU
- Mikroalg hasadında membran proseslerin kullanımı ve işletme şartlarının optimizasyonu
Application of membrane processes in microalgae harvesting and optimisation of operational conditions
HARUN ELCİK
Doktora
Türkçe
2016
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAKMAKCI
- Çok doymamış yağ asitleri bakımından zengin alg ilave edilen yemlerin levrek (Dicentrarchus albrax L., 1758)'de büyüme performansı ve vücut komposizyonuna etkisi
Effects of pufa (Polyunsaturated fatty acids) enriched algae added diets on growth and body composition of sea bass (Dicentrarchus labrax L., 1758)
KAMİL MERT ERYALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Su Ürünleriİstanbul ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ŞENER