Francis tipi türbin tasarımı ve yönlendirme kanat açısının türbin tasarım parametrelerine etkisinin sayısal analizi

Hidroelektrik santrallerde enerjinin etkin dönüşümünü sağlayan türbinler karmaşık yapıları ve tasarımları bakımından önem taşıyan bileşenlerden biridir. Bu çalışmada hidroelektrik santraller için düşü ve güç gibi temel parametreleri belirli olan bir Francis tipi türbin ve çıkış borusu için akış analizleri hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) hesapları yapılmıştır. Çalışmanın temel amacı türbinden maksimum gücü elde edebilmek için optimum yönlendirme kanat açısının ve rotor kanat sayısının tespitidir. Yapılan analizde türbin rotor kanat sayısı 17 (Model-1) ve 20 (Model-2) alınarak yönlendirme kanat açısının (12o-48o) değişiminin türbin karakteristikleri (hız, basınç, tork, verim ve güç gibi) üzerindeki etkileri incelenmiştir. Maksimum güce ulaşırken rotor kanatlarında oluşan eşdeğer gerilmelerin malzeme dayanımı üzerindeki etkileri de irdelenmiştir.