Boru hatlarına entegre edilmek üzere küresel hidrokinetik türbin tasarımı ve had analizleri

Teknolojik gelişmeler ile birlikte enerji talebi, son yıllarda hızla artmıştır. Bu doğrultuda, enerji arz-talep dengesinin sağlanabilmesi ve son yüzyılda artan fosil yakıt kullanımı ile oluşan küresel ısınma etkilerinin azaltılması amacı ile bilim insanları temiz, yenilenebilir ve süreklilik arz eden enerji kaynakları üzerinde yoğunlaşmışlardır. Hidroelektrik enerji kaynakları, tahmin edilebilirlik ve güç yoğunluğunun yüksek olmasından dolayı yenilenebilir enerji kaynakları arasında özel bir konuma sahiptirler. Hidrokinetik türbinler ise, özellikle son yıllarda geliştirilen ve herhangi bir baraj inşası gerektirmeden suyun enerjisini direkt olarak kinetik enerjiye çeviren cihazlardır. Bu çalışmanın temel amacı, boru hatlarındaki fazla basıncın elektrik enerjisine dönüştürülmesi için küresel bir hidrokinetik türbin tasarımıdır. Tasarım aşamasında türbinin kanat sayısı, kanat profili, kord uzunluğu, soliditesi, uç hız oranı gibi geometrik ve dinamik parametreler göz önünde bulundurularak QBlade programında numerik optimizasyon sağlanmıştır. QBlade analizlerinin ve literatürdeki benzer çalışmaların ışığında, NACA 0020 kanat profiline ve 12 cm kord uzunluğuna sahip, 5 kanatlı küresel hidrokinetik türbin, mevcut çalışmanın nihai geometrisi olarak seçilmiştir. ANSYS CFX programı yardımı ile nihai geometrinin basınçlı boru hattında hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri yapılarak akım ortamı görselleştirilmiştir. Son tahlilde, blokaj oranının türbin performansı üzerindeki etkisi incelenmiş ve literatürdeki çalışma sonuçları ile karşılaştırılmıştır.