Francis türbinleri i̇çin bir vorteks önleyici bileşen tasarimi ve türbin performansinin i̇ncelenmesi

Bu tez çalışması kapsamında, Francis türbinlerinin emme borusunda meydana gelen ani basınç dalgalanmaları ve buna bağlı oluşabilen vorteks halatı olayının önüne geçebilmek adına yeni bir bileşen tasarlanmıştır. Çalışma kapsamında performans analizlerinin gerçekleştirilmesinde Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizleri kullanılmış, kullanılan model daha önce bir çalışmada elde edilen deneysel verilerle doğrulanmıştır. Vorteks Önleyici Bileşen kademe sayısı, Vorteks Önleyici Bileşen yüksekliği ve ayar kanatları açısı parametreleri seçilerek bir optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Parametreler arası doğrusal ilişki olmaması ve deney sayısının azlığı sebebiyle Box-Behnken deney tasarımı metodu ile Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizleri eş zamanlı yürütülmüş ve çalışmanın sonucunda regresyon denklemi elde edilmiştir. Buna göre, türbin performansına en çok etki eden parametrenin ayar kanatları açısı olduğu, sonraki etkin parametrenin ise ayar kanatları ve Vorteks Önleyici Bileşen kademe sayısı interaksiyon ilişkisi olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, Vorteks Önleyici Bileşenin tek kademeli olarak tasarımda kullanıldığı durumda, emme borusunda meydana gelen vorteks halatını emme borusu çeperlerine dağıttığı ve türbin veriminde yaklaşık %1'lik bir artışa sebebiyet verdiği gözlemlenmiştir.