Vertical air-entraining vortex at an intake
Su alama ağzında düşey hava-girişli çevirinti
- Tez No: 934229
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVZAT YILDIRIM, PROF. DR. KEREM TAŞTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankaya Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Hava girişli çevrinti su alma ağız yapılarında ve buna bağlı hidrolik yapılarda verim kayıplarına, yapılarda titreşimlere ve işletimlerinde aksaklıklara sebep olmaktadır. Havalı çevrinti üzerinde geçmişte çok sayıda çalışma yapılmış olmasına rağmen söz konusu çalışmaların her biri (bilhassa deneysel olanları) kendine özgü akım ve geometrik şartlar altında yapılmış olması nedeniyle genelde her çeşit akım ve geometrik şartlarda uygulanabilir değildir. Havalı çevrintinin çok karmaşık bir olay olması nedeniyle havalı çevrinti için geneli kapsayacak tek bir teorik kanun veya formül bulunamamıştır. Mevcut yarı-teorik çalışmalar yapıldıkları özel durumlar ve şartlar için geçerlidir. Diğer taraftan her ne kadar sayısal (nümerik) çalışmalar varsa da bu çalışmaların sağlaması için deneylerin yapılması ve bunlardan elde edilecek verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasının ana hedefi yukarıda belirtilen zorlukların üstesinden gelmek ve su alma ağzında oluşacak hava-girişli düşey çevrintinin şekline ait yarı-teorik (ampirik) genel bir yöntem geliştirmektir. Bu amaç için hava-girişli olmayan düşey çevrintiye (askıda ki hava girişli olmayan düşey çevrintiye) ait mevcut yarı-teorik formülde gerekli düzenlemeler yapılmış olup söz konusu formülün genel olarak tüm hava-girişli düşey çevrintilere uygulanabileceği gösterilmiştir. Hava-girişli çevrintinin tüm düşey yüksekliği (hava-girişli çevrintinin su alma ağzı mansabındaki kısmının hayali olması nedeniyle) ölçülemediğinden ve bilinmeyen sayısının denklem sayısından fazla olması nedeniyle hava-girişli düşey çevrintinin şeklini veren ampirik formülün çözümünde“deneme-yanılma”yöntemi kullanılmıştır. Uygulamaya kolaylık sağlamak için gerekli formül ve grafikler elde edilmiştir. Mevcut deney verileri ile bu tez çalışmasının neticeleri karşılaştırılmış olup aralarındaki uyumun iyi olduğu gösterilmiştir. Bu araştırma aşağıdaki ilerlemeleri ortaya koymaktadır. 1-Hava-girişli düşey çevrintinin geometrik şeklini veren yarı-teorik (ampirik) bir yöntem geliştirilmiştir. Hava-girişli olmayan düşey çevrinti için geliştirilmiş olan mevcut yarı-teorik formül hava-girişli düşey çevrinti için de kullanılabilir duruma getirilmiştir. Bulunan yarı-teorik formülün ve yöntemin mevcut deney verileriyle karşılaştırılması yapılmış olup söz konusu yöntemin gerçek hayatta uygulanabilirliği ispatlanmıştır. 2-Gerçek hayatta uygulamaya yönelik olarak mühendisler için kolaylık sağlayan formül ve grafikler geliştirilmiştir. 3-Deney verileriyle geçerliliğin ispatı – Bu tez çalışmasında bulunan yöntemin doğruluğunu göstermek ve kontrol etmek için bulunan formül ve yöntem daire kesitli su alma ağız yapılarında ki hava-girişli düşey çevrintiyle ilgili deney verileriyle karşılaştırılmış ve aralarındaki uyumun iyi olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasındaki bulgular uygulamada ki mühendislere su alma ağız yapılarında oluşan hava-girişli düşey çevrintiyle ilgili önemli bir katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada geliştirilen yöntem gerçek hayatta hava-girişli düşey çevrintilerle ilgili sorunların çözümüne çok yardımcı olacaktır.
Özet (Çeviri)
Air-entraining vortices at hydraulic intakes present significant challenges in engineering, leading to efficiency losses, structural vibrations, and potential operational instabilities. While previous research has explored these vortices, most studies have been limited to specific intake geometries and flow conditions, lacking a generalized predictive model. Additionally, due to the complex nature of air-core vortices, deriving a single universal theoretical formula remains elusive. Existing semi-empirical models are typically case-specific, and while numerical methods offer alternative solutions, they often require extensive computational resources and experimental calibration. By improving an analytical technique to forecast the profile of vertical air-entraining vortices across various intake configurations, this work seeks to overcome these constraints. The method improves on the semi-empirical formula for vertical non-air-entraining vortices (air-core vortex in suspension) that is already available. A trial-and-error solution method was created to predict vortex profiles with more precision since the air-core vortex height in air-entraining vortices cannot be measured directly. The available test data and the results of the present study are compared, and found to be in good agreement. This research identifies the following advancements: 1.A refined prediction model for the vertical air-entraining vortex profiles .By modifying the available formula for non-air-entraining vortices and incorporating empirical validation, the study establishes a reliable methodology for estimating air-entraining vortex profiles. The validation is based on experimental data from previous available studies, ensuring the proposed model accurately represents real-world vortex behavior. 2.Development of a practical chart and formula for engineers – The study provides a simplified chart that allows engineers to directly determine vortex parameters for downward-flowing intakes without requiring complex numerical simulations. 3.Validation using experimental data sets – The proposed methodology was examined and checked with test data for vertically flowing downward air-entraining vortices (h/S>1) at circular intakes. The results demonstrated a strong correlation between predicted and observed vortex profiles, confirming the accuracy and applicability of the refined model. The findings of this research offer a significant advancement in vortex prediction methodologies, providing engineers with a practical, validated, and computationally efficient tool for designing hydraulic intakes and mitigating vortex-related inefficiencies. By improving upon existing models and validating them against experimental data, this study enhances the ability to predict and control air-entraining vortices in real-world hydraulic applications
Benzer Tezler
- Tabakalı sıvı ortamında istenilen sıvının çekilmesi için gereken batıklığın tesbiti
Critical submergence for selective withdrawal in two-layer stratified fluid
PINAR KOCABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVZAT YILDIRIM
- Tabakalı sıvı ortamında istenen sıvının çekilmesine ait kritik batıklık üzerine etki eden faktörler
Factors effecting on critical submerence for selective withdrawal in stratified fluid media
ŞAHİN ÜLKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ. FİKRET KOCABAŞ
- Ölü sonlu kanal akımındaki su alma için kritik batıklık
Critical submergence for a frontal intake in a dead-end canal flow
SALİH CEM GÜLCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVZAT YILDIRIM
- İnşaat mühendisliği açısından hava kirliliğinin azaltılması için alınabilecek önlemler
Başlık çevirisi yok
YAVUZ YÖNTEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
İnşaat MühendisliğiAnadolu Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İ. BEKİR TOPÇU
- Dijital üretimli çimento esaslı kompozitlerin donma-çözülme direnci ve boşluk yapılarının incelenmesi
Investigation of freeze-thaw resistance and pore structure of digitally fabricated cement-based composites
YEŞİM TARHAN
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ ŞAHİN