Mikro hidroelektrik santrallerde kullanılan çapraz akışlı türbinlerin hidrolik performanslarının deneysel çalışması ve optimizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HIRWA JEAN PAUL NIYIGENA
Danışman: Özcan Atlam
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Gezegenin bazı bölgelerinde teknolojik gelişme, teknolojinin yoğun kullanımı ve hızlanan nüfus artışı nedeniyle, artan elektrik talebini karşılamak için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı önemlidir. Hidroelektrik, temiz elektrik üretimi sağlamanın basit ama verimli yolu nedeniyle dünya çapında önemli bir yenilenebilir enerji kaynağıdır. Şu anda, Banki-Türbin olarak da bilinen çapraz akışlı türbin, basit yapısı, mütevazı verimliliği ve küçük ve düşük basınçlı hidroelektrik uygulamalarında iyi performansı nedeniyle dünyanın birçok yerinde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Verimliliği %90'a yakın olan diğer türbinlere kıyasla düşük verimi nedeniyle bu türbinin yoğun kullanımının sınırlı olduğu varsayılmaktadır. Bu türbin verimliliğinin iyileştirilmesi, daha fazla çalışmasını ve performansındaki en önemli parametrelerin belirlenmesini sağlayacaktır. Bu nedenle, bu tezin ilgi alanı çapraz akışlı türbin performansını matematiksel yaklaşım ve deneysel yaklaşım kullanarak araştırmaktır. Bir Banki Mitchel Türbininin verimliliğinin tasarım parametrelerinden nasıl etkilendiğine dair teorik bir araştırma sunulmuştur. Kontrol hacmi teorisinin türbin çarkındaki momentum denklemine genel formülasyonu yardımıyla ve akışın özellikleri ve çarkın tasarım geometrisi ile ilgili tüm varsayımlar dikkate alınarak matematiksel bir model geliştirilmiştir. Türbinden geçen su deşarjı sıkıştırılamaz, viskoz olmayan, homojen ve sürekli akış olarak kabul edilir, çarkın iç ve dış yüzeyindeki şoktan kaynaklanan kayıplar ile sızıntı kayıpları ihmal edilir. Bu çalışmanın sonucunda, hücum açısı, kanat giriş açısı ve yolluk çapı oranı değiştirildiğinde hidrolik verim davranışı belirlendi ve her farklı senaryoda uygun değerleri gösterildi. Tasarım parametreleri arasındaki kritik ilişkiler açıklandı ve bu nedenle Simulink MATLAB kullanılarak analiz edildi ve simüle edildi. Ayrıca, türbin çıkış tork karakteristiklerini ve gücünü araştırmak için deney seti kullanılmıştır. Rezervuarın her seviyesinde veriler kaydedildi ve en yüksek verimin %66,7 olduğu tahmin edildi, Daha iyi bir performans için kanadın çıkış açısının 90° olması gerektiği belirtilmişti. Uzunlamasına, sırasıyla çeşitli çalışma koşullarında türbin verimliliğini tahmin eden ve aşama başına enerji katkısını hesaplamak için bir ifade verildi.