Geri Dön

Design and characterization of francis type turbines for hydroelectric power plants using cfd methods

Hidroelektrik santralleri için cfd yöntemleri kullanarakfrancıs türbin tasarımı ve karakterizasyonu

  1. Tez No: 837443
  2. Yazar: ECE NİL KANTAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÜLKÜ ECE AYLI, DOÇ. DR. TEVFİK KUTAY ÇELEBİOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çankaya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

Bu tezin amacı, İzmir Su ve Kanalizasyon İdaresi (İZSU) tarafından işletilen tesislerin elektrik ihtiyaçlarını yenilenebilir enerji kaynakları kullanarak karşılamak, enerji teminini daha düşük maliyetlerle sağlamak ve ülke genelinde kullanılmayan enerjiyi değerlendirmenin öncülüğünü yapmak amacıyla, Karabağlar Pompa İstasyonu su temini hattında bulunan, insansız çalışma yapısına sahip hidroelektrik santral (HES) kurarak gerçekleştirildiği tasarım ve optimizasyon süreci ile ilgilidir. İZSU Hidroelektrik Santrali'nin 70 m yükseklik ve 0.86 m³/s debi değerlerini dikkate alarak, su türbini bileşenlerinin verimliliğini ve güç üretimini optimize etmeyi amaçlamaktadır. Tasarım sürecinde Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) teknikleri kullanılmıştır. İlk olarak, BUSKİ HES'e referansla benzerlik yasalarına dayalı tasarım parametreleri belirlendi. Daha sonra, türbin çarkı CFD teknikleri kullanılarak optimize edildi ve tasarımı geliştirmek için beta, theta açıları, kalınlık ve eğim açısı gibi önemli parametrelerde değişiklikler yapıldı. Ardından, emme borusu tasarımı ele alındı ve çıkış borusu parametrik olarak tasarlandı. Emme borusu tasarımı sırasında koniklik açısı ve uzunluğu gibi parametreler belirlendi. İZSU HES için tasarlanan emme borusu, inşaat planlaması ve konteynerli türbin olmasından dolayı düz, konik bir emme borusu olarak tasarlandı. Sonuç olarak, bu çalışmada , %91,70 verimliliğe sahip ve 541 kW güç üreten bir Francis tipi türbin başarılı bir şekilde tasarlandı.

Özet (Çeviri)

The purpose of this thesis is to meet the electricity needs of facilities operated by the Izmir Water and Sewerage Administration (IZSU) using renewable energy sources, procure energy at lower costs, and lead the way in harnessing unused energy nationwide by establishing a hydroelectric power plant (HEPP) using in-container turbine systems on the Karabaglar Pump Station water supply line, which has an unmanned operational structure. It is related to the design and optimization process of a water turbine carried out on behalf of İZSU HEPP. The aim is to optimize the efficiency and power output of the turbine components, considering the 70 m head and 0.86 m³/s flow rate values of the IZSU Hydropower Plant. Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques were employed in the design process. Initially, design parameters were determined based on similarity laws, with reference to the BUSKİ HEPP. Subsequently, the turbine runner was optimized using CFD techniques, incorporating modifications to crucial parameters such as beta, theta angles, thickness, and lean angle to enhance the design. Then, the draft tube design was addressed, and the draft tube was designed parametrically. Parameters such as the cone angle and length of the draft tube were selected during the design of the draft tube. The draft tube designed for the IZSU HEPP was configured as a smooth, conical draft tube due to construction planning and beinga containerized turbine. As a result, this study successfully designed a Francis-type turbine with an efficiency of 91.70% and a power output of 541 kW.

Benzer Tezler

  1. 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

    Türkçe

    2016

    EnerjiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU

    DR. KUTAY ÇELEBİOĞLU

  2. Bir termofotovoltaik (TPV) hücre olarak Al – alümina – Cudiyotunun tasarlanması ve karakteristiklerinin ortaya konulması

    Design and characterization of an Al – alumina – Cu diode as a thermophotovoltaic (TPV) cell

    MERT ÇAVUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesi

    Optik ve Fotonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEJDET COŞKUN

  3. GaInNAs nipi güneş hücre yapısının tasarımı ve karakterizasyonu

    Design and characterization of GaInNAs nipi solar cell structure

    FATIMA HUSEYNZADE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIŞ KINACI

  4. Hidrokarbon gazlar ile karbür tozu üretim fırını tasarım ve karakterizasyonu

    Design and characterization of carbide powder production furnace with hydrocarbon gases

    MEHMET KADIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiKütahya Dumlupınar Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA AYDIN