Adnan SÖZEN, Selçuk KEÇEL, H.güçlü YAVUZCAN

FRANCİS TÜRBİNLERİNDE YÖNLENDİRME KANAT AÇISININ ÇARK MUKAVEMETİNE VE TÜRBİN VERİMİNE ETKİSİ

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 tespitidir. Maksimum güce ulaşırken rotor kanatlarında oluşan eşdeğer gerilmelerin malzeme dayanımı üzerindeki etkileri de irdelenmiştir. Maksimum moment, hidrolik ve çark verimi ile türbin gücü 25o yönlendirme kanat açısında elde edilmiş olup eşdeğer basınç 6,7 MPa olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Francis türbin, yönlendirme kanat açısı, verim, mukavemet

PDF

___

Jain, S., Saini, R.P., Kumar, A., “CFD approach for prediction of efficiency of Francis türbine” IGHEM-2010, AHEC IIT Roorkee, India, Oct. 21-23, 2010.
Saaed, R.A., Galybin, A.N., Popov, V., “Modelling of flow-induced stresses in a Francis turbine runner”, Advances in Engineering Software, Cilt 41,1245–1255, 2010.
Yıldız, M., Çelebioğlu, K. “Francis Tipi Bir Türbinin Parametrik Modellenmesi”, Nuclear&Renewable Energy Resources Conference With International Participation, Ankara – Türkiye, 402-407, 28-29 Eylül 2009.
Okyay, G., Çelebioğlu, K., Aydın, İ., Ger, A.M., “Francis Tipi Su Türbinlerinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Yöntemleri İle Tasarlanması”, Nuclear&Renewable Energy Resources Conference With International Participation, Ankara–Türkiye. 388-394, 28-29 Eylül 2009.
Chen, W., Çelebioğlu, K., “Francis tipi su türbinlerinin sonlu elemalar yöntemi ile yapısal analizi”, Nuclear&Renewable Energy Resources Conference With International Participation, Ankara–Türkiye, 378-383, 28-29 Eylül 2009.
Nilsson, H., Davidson, L.A, “Numerical Comparison of Four Operating Conditions in a Kaplan Water Turbine”, Focusing on Tip Clearance Flow Published in the proceedings of the 20th IAHR Symposium, Charlotte, North Carolina-USA, 6-9 Ağustos 2000.
ANSYS, Inc.Fluent Theory Guide, Southpointe 275 Technology Drive Canonsburg USA, 2011.
Versteeg, H.K., Malalasekera, W., An Introduction to Computational Fluid Dynamics The Finite Volume Method, Pearson Prentice Hall Second edition-USA, 2007.
Negru, R.S. Muntean, L., Marsavina, R., Susan-Resiga, R., Pasca, N., “Computation of Stress Distribution in a Francis Turbine Runner Induced by Fluid Flow”, Computational Materials Science, Cilt 64, 253–259, 2012.
Ivanchenko, I., Smelkov, L., Pupko, T., Timashkov, A., Vapnik, B., “Stress–strain state of Francis turbine blades”, Power Technology and Engineering. New York: Springer;. Cilt 62, 755, 1982.
Ruofu, X, Zhengwei, W., Yongyao, L., “Dynamic Stresses in a Francis Turbine Runner Based on Fluid-Structure Interaction Analysis”, Tsinghua Sci Technology Cilt 13, Sayı 5, 587–592, 2008.
Hirsch, C., Numerical computation of internal and external flows, JohnWiley & Sons. Ltd.-Oxford, Great Britain: 2007.
Hyen-Jun, C., Mohammed, A.Z., Hyoung-Woon, R., Pil-Su, H., Sueg-Young, O., Young-Ho, L., “CFD Validation of Performance Improvement of a 500 kW Francis Turbine”, Renewable Energy, Cilt 54, 111-123, 2013.
Zhengkun, F. , Henri, C., Michel, S., Sebastien, M., “Optimal Blank Design Based on finite Element Method for Blades of Large Francis Turbines”, Simulation Modelling Practice and Theory, Cilt 36, 11–21, 2013.
Başeşme, H., “Hidroelektrik Santraller ve Hidrolelektrik Santral Tesisleri” EÜAŞ, Ankara, 2003 Sf:95