Geri Dön

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

  1. Tez No: 698469
  2. Yazar: AHMET DEMİRKAYA
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN KAYA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Aydın Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. 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

  1. Theoretical modeling of the energy efficiency of a shopping mall

    Bir alışveriş merkezinin enerji verimliliğinin teorik modellenmesi

    HAMZA ABUALESS

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    EnerjiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR BİLEN

  2. Basınçlı hava sistemlerinde enerji kayıplarının belirlenmesi ve tasarruf yöntemleri

    Determining energy losses and saving methods in compressed air systems

    ÖNDER TUTU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiKütahya Dumlupınar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NİMETİ DÖNER

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMRAN ERÇETİN

  3. Development of porous ceramics for wastewater purification

    Atık su filtrelenmesi için gözenekli seramiklerin geliştirilmesi

    DAMLA ZEYDANLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN

    DOÇ. DR. ÇEKDAR VAKIF AHMETOĞLU

  4. 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

    Türkçe

    2016

    BiyoteknolojiYıldız Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ÇAKMAKCI

  5. 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

    Türkçe

    2006

    Su Ürünleriİstanbul Üniversitesi

    Su Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL ŞENER