Değişken debilerde yüksek verimde çalışan bir çapraz akış türbini geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ALAATTİN METİN KAYA
Danışman: Kadri Süleyman Yiğit
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Büyük hidroelektrik santrallerin yatırım maliyetlerinin yüksek olması büyük debi veya düşülere ihtiyaç duyması ayrıca çevreci kabul edilmemeye başlaması yeni yatırımların küçük hidroelektrik santrallere doğru kaymasına neden olmuştur [1]. Ülkemizde büyük hidroelektrik santrallerin kurulacağı yeni yerlerin olmayışı veya verimli toprakların ve tarihi yapıların su altında kalması nedeniyle küçük hidroelektrik santraller, günümüzde en önemli yenilenebilir enerji kaynağı olarak görülmektedir. Bu çalışmanın özgün tarafı, çapraz akış türbinlerinde debi ayarının ilk defa bir sürgülü vana kullanılarak yapılmasıdır. Bu amaçla, ilk olarak; çapraz akış (Banki) türbini temel alınarak yeni bir çapraz akış türbin geliştirme ve kontrol sistemi tasarımı yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında; tamamen yerli kaynaklar kullanılarak Türkiye Elektro Mekanik Sanayi (TEMSAN) A.Ş.'ye tasarlanan ve çizimleri yapılan türbin imal ettirilmiştir. Üçüncü aşamada ise; türbinin test edilebilmesi için bir deney düzeneği tasarımı yapılarak GYTE'de düzeneğin kurulumu gerçekleştirilmiştir. Dördüncü aşamada; Banki türbininin çalışma koşullarının belirlenmesi amacı ile Yüzey Cevap Yöntemi (YCY) uygulanarak optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Çalışma şartları belirlendikten sonra, beşinci aşamada; türbin performansı deneyleri, altıncı aşamada; ise sürgülü vana performansı deneyleri yapılmıştır. Deneylerde debi kontrolü sürgülü vana ile yapılarak türbinin, düşük debilerde yüksek verimde çalışması sağlanmıştır. Yedinci aşamada; Deneylerden elde edilen sonuçlar, hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri ile mukayese edilmiştir. Sekizinci ve son aşamada ise; sistemden çekilen güç değişimlerinde sürgülü vananın rolü üzerine, Matlab-Simulink programı kullanılarak modelleme çalışmaları yapılmıştır. Çalışmanın sonucunda ise, ilk kez bir sürgülü vana kullanılarak Çapraz Akış Türbininin debi ayarının yapılabildiği ve sürgülü vana kullanımı ile tasarım debisinden daha düşük debilerde verimde % 5'e varan iyileştirmeler elde edildiği görülmüştür. Ayrıca hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri (HAD) ile mukayese edildiğinde nitelik bakımından benzer sonuçlar elde edilmiştir.