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
- Tez No: 902468
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER BOZKUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Bu tez çalışması, Türkiye'nin Antalya ilindeki Kepez Hidroelektrik Santrali'nde (HES) basınç düzenleyici veya basınç düşürücü vana (BDV) olarak kullanılacak kalibre edilmiş bir piston vananın performansını değerlendirmeye odaklanmaktadır. Bu tip vana, hidroelektrik sistemdeki basıncı yönetmede kritik bir rol oynar ve güvenli ve verimli bir işletim sağlar. Santral, üç adet Francis tipi türbin kullanmakta ve yılda 114.008.133 kilovat-saat (kWh) elektrik üretebilmektedir ki bu da 34.444 kişinin ihtiyacını karşılayacak kadar yeterlidir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemlerinin kullanımıyla, bir sistemin etkinliğini sağlamak için temel bir bileşen olan piston vananın işleyişi analiz edilir. Elde edilen sonuçlar, basınç ve akış örüntüsünün oluşumuna dair çıkarımlar sunar. Piston vananın çıkış yuvalarının geometrik değişikliklerine yönelik yapılan incelemeler, yük kaybı katsayısında önemli artışlar gösterir ve bu da önemli ölçüde geliştirilmesi gereken işletme verimliliğini arttırır. Hesaplamalar için Karakteristikler Metodunu (KM) kullanan HAMMER yazılımı, santralin detaylı modellemesi için kullanılır. Hidrolik geçiş sorunları, uzay-zaman alanındaki doğrusal olmayan, hiperbolik ve kısmi diferansiyel denklemleri çözmek için bilinen son derece hassas bir yöntem olan KM kullanılarak en etkili bir şekilde çözülür. Yük reddi durumlarında yapılan simülasyonlar, kalibre edilmiş piston vananın basınç dalgalanmalarını azaltmadaki işlevini açıklığa kavuşturur ve türbin bileşenlerini korumada kullanışlı olduğunu gösterir. Orijinal ve geliştirilmiş piston vana tasarımlarının karşılaştırmalı değerlendirmeleri, basınç emiliminde önemli iyileştirmeler ve basınç yüksekliğinde azalmalar ortaya koyar. Kalibre edilmiş piston vanası, pik basınç büyüklüğünün %33.62'sini azaltma yeteneğine sahiptir, oysa geleneksel piston vanası sadece %7.86'sını azaltabilir. Bu gözlemler, hidroelektrik sistemlerin dayanıklılığını ve performansını artırmak için hayati öneme sahip olan iyi tasarlanmış piston vanası geometrisinin etkinliğini vurgular.
Özet (Çeviri)
The present thesis study focuses on evaluating the performance of a calibrated plunger valve employed as a pressure regulating or pressure reducing valve (PRV) at the Kepez HydroPower Plant (HPP) in Antalya, Türkiye. This type of valve plays a crucial role in managing the pressure magnitudes within the hydroelectric system, ensuring safe and efficient operation. The plant has three Francis-type turbines and can generate 114,008,133 kilowatt-hours (kWh) of electricity per year which can serve the needs of 34,444 people. Through the utilization of computational fluid dynamics (CFD) methods, the operation of the plunger valve in protecting the system against pressure surges is analyzed. The outcomes provide revelations regarding how pressure and flow patterns occur. Examinations into geometric changes of the plunger valve's outlet slots show significant increases in head loss coefficient, hence improving the crucially needed operational efficiency. HAMMER software, which employs the Method of Characteristics (MoC) for calculations, is utilized for the detailed modeling of the HPP. Hydraulic transient problems are most effectively solved through the use of the MoC, which is a highly precise method known for solving non-linear, hyperbolic, and partial differential equations in the space-time domain. Simulations conducted in load rejection cases clarify the calibrated plunger valve's function in reducing pressure fluctuations, demonstrating its usefulness in protecting turbine components. Comparative evaluations of the original and calibrated plunger valve designs reveal significant improvements in pressure absorption and a decrease in the head. The calibrated plunger valve has the ability to mitigate 33.62% of the peak pressure magnitude, while the traditional plunger valve can only mitigate 7.86%. These observations emphasize the effectiveness of well-designed plunger valve shapes, which are crucial for improving the durability and performance of hydropower systems.
Benzer Tezler
- NVH evaluation of a high pressure fuel pump mbd modelwith the consideration of internal hydraulic effects and valve train system excitation parameters
Yüksek basınç yakıt pompasının çalışmasından kaynaklı hidrolik etkileri ve subap tahrik sistemi parametreleri dikkate alınarak dinamik modelinin titreşim analizi
YAHYA SAHİP
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Credit risk modeling in corporate and international finance & internal rating system methodology
Uluslararası firmalarda ve şirketlerde kredi risk modellemeleri ve içsel rating methodları
AHMET AKYILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
EkonomiBahçeşehir ÜniversitesiBorsa ve Finans Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN EKEN
- Sayısal zenit kamera bileşenlerinin test ve kalibrasyon ölçmeleri
Calibration and testing of digital zenith camera components
RAŞİT ULUĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TEVFİK ÖZLÜDEMİR
- Sahada gama spektrometrik aktivite ölçümü için hpge dedektörünün 238U, 232Th, 40K içeren özel bloklar kullanılarak kalibrasyonunun yapılması ve saha ölçümüne uygulanması
Calibration of a hpge detector in-situ gamma-ray spectrometry by using 238U, 232Th, 40K specific calibration pads and an application to in-situ activity measurements
MİNE ÖZGÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK YÜCEL
- Çevresel radyoaktivite ölçüm amaçlı gama spektroskopi sisteminin kalibrasyonu ve test ölçümlerinin yapılması
Calibration of a gamma spectroscopy system with the scope of environmental radioactivity measurement and taking its test measurements
ESMA MIZRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RECEP TAYGUN GÜRAY