Hidroelektrik santralleri için cfd yöntemleri kullanarakfrancıs türbin tasarımı ve karakterizasyonu

Bu tezin amacı, İzmir Su ve Kanalizasyon İdaresi (İZSU) tarafından işletilen tesislerin elektrik ihtiyaçlarını yenilenebilir enerji kaynakları kullanarak karşılamak, enerji teminini daha düşük maliyetlerle sağlamak ve ülke genelinde kullanılmayan enerjiyi değerlendirmenin öncülüğünü yapmak amacıyla, Karabağlar Pompa İstasyonu su temini hattında bulunan, insansız çalışma yapısına sahip hidroelektrik santral (HES) kurarak gerçekleştirildiği tasarım ve optimizasyon süreci ile ilgilidir. İZSU Hidroelektrik Santrali'nin 70 m yükseklik ve 0.86 m³/s debi değerlerini dikkate alarak, su türbini bileşenlerinin verimliliğini ve güç üretimini optimize etmeyi amaçlamaktadır. Tasarım sürecinde Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) teknikleri kullanılmıştır. İlk olarak, BUSKİ HES'e referansla benzerlik yasalarına dayalı tasarım parametreleri belirlendi. Daha sonra, türbin çarkı CFD teknikleri kullanılarak optimize edildi ve tasarımı geliştirmek için beta, theta açıları, kalınlık ve eğim açısı gibi önemli parametrelerde değişiklikler yapıldı. Ardından, emme borusu tasarımı ele alındı ve çıkış borusu parametrik olarak tasarlandı. Emme borusu tasarımı sırasında koniklik açısı ve uzunluğu gibi parametreler belirlendi. İZSU HES için tasarlanan emme borusu, inşaat planlaması ve konteynerli türbin olmasından dolayı düz, konik bir emme borusu olarak tasarlandı. Sonuç olarak, bu çalışmada , %91,70 verimliliğe sahip ve 541 kW güç üreten bir Francis tipi türbin başarılı bir şekilde tasarlandı.