HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ

yayla, sedat; Oruç, Mehmet; ABDULLAH, Azhin

HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ

Sedat YAYLA, (Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Van, Türkiye)

Azhin ABDULLAH, (Ministry of Municipality Directorate Water Surrounding in Erbil, Erbil, Iraq)

Mehmet ORUÇ (Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Van, Türkiye)

DSİ Teknik Bülteni

1 0

Yıl: 2018 Cilt: 0 Sayı: 128 Sayfa Aralığı: 11 - 21 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 24-05-2019

HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ

Öz:

Bu çalışmada, ANSYS-Fluent programı ile gerçekleştirilen sayısal analizlerde iki fazlı akışkan ile akış hacim modeli kullanılmıştır. Güç üretiminin değerlendirilmesi için Pelton türbin kepçesinde mevcut olan kuvveti belirlemek amacıyla, iki farklı kepçe şeklindeki modelin kepçe ayırıcı açıları, giriş hız değerleri ve jet çapları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Her bir parametrenin, kepçe yüzeyinde oluşturduğu kuvvetin üzerindeki etkisinin belirlenmesi için çalışmada; 20, 25, 30, 35 ve 40 m / s'lik çeşitli giriş hızlarındaki iki farklı kova modelinin 55, 75, 90 ve 115 ° 'lik dört farklı ayırıcı açısına sahip 30 ve 40 mm'lik iki jet çapı kullanmıştır. Kova üzerindeki kuvvet ve jet giriş hızı arasında doğrusal bir ilişki olduğu ortaya çıkmıştır; bu nedenle Model 1 ve 2 için daha yüksek jet hızları için kova üzerinde daha yüksek bir kuvvetin elde edilebileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Makine

DETERMINATION OF A FORCE ACTING ON A PELTON TURBINE BUCKET FOR A VARIETY OF JET VELOCITY AND SPLITTER ANGLES USING COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

Öz:

In the present study, the two-phase flow volume of fluid approach was utilized in a numerical analysis performed with the ANSYS-Fluent program. The effects of bucket splitter angles, inlet velocity values and jet diameters of two different bucket-shape models were investigated to determine the force existed on the Pelton turbine bucket for the evaluation of power generation. The study utilized two diverse bucket models at various inlet velocities of 20, 25, 30, 35 and 40 m/s, four diverse splitter angles of 55, 75, 90 and 115° and two jet diameters of 30 and 40 mm for the identification of every single parameter’s impact on the effective force generated on the bucket surface. It was revealed that there was a linear relationship between force on the bucket and jet inlet velocity; therefore, a higher force on the bucket could be obtained for higher jet velocities for both Models 1 and 2.

Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Makine

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Barstad, L.F., ‘’CFD analysis of a Pelton turbine’’, Master of Science in Product Design Manufacturing, Norwegian University of Science and Technology, 2012
Noor, A.I., ‘’Modeling of micro-hydroelectric system design’’, Faculty of Electrical and Electronic Engineering University Tun Hussein Onn Malaysia, 2012
George, N.J., Sabu, S., Joseph, K.R., Alex, A.C., ‘’Static analysis on Pelton wheel bucket structural deformation and material property study’’, International Journal of Engineering Research & Technology, 3, p. 2278-0181, 2014
Hana, M.A., ‘’Discussion on numerical simulation in Pelton turbines’’, Proceedings of 19th IAHR Symposium, Singapore, Sept. 9–11, and Paper Presented at SingaporeWorld Scientific, p. 306–315, 1998
Sick, M., Keck, H., Parkinson, E., Vullioud, G., ‘’New challenges in Pelton research’’, Paper presented at Hydro 2000 Conference, Bern Switzerland, 2000.
Janetzky, B., Göde E., Ruprecht A., Keck H., Schärer C., ‘’Numerical simulation of the flow in a Pelton bucket’’, Paper Presented at Proceedings of 19th IAHR Symposium, Singapore, Sept. 9–11, p. 276–284, 1998
Mack, R., Moser, W., ‘’Numerical investigations of the flow in a Pelton turbine’’, Proceedings of XXI st IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems, Sept. 9–12, Lausanne, Laboratory For Hydraulic Machines, Lausanne, p. 373–378, 2002
Gotfred, S.B., ‘’Numerical analysis of the two-phase Pelton jet flow using a single-phase model and analytical discussions of the Pelton jet surface break-up phenomenon’’, Ph.D. thesis, Norwegian University of Science and Technology, 2003
Zoppe, B., Pellone, C., Maitre, T., Leroy, P., ‘’Flow analysis inside a Pelton turbine bucket ‘’, Journal of Turbomachinery, 128, p. 500-511, 2006
Gupta, V., Prasad, V., ‘’Numerical investigations for jet flow characteristics on Pelton turbine bucket ’’, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 2, p. 2250-2459, 2012
Kvicinsky, S., ‘’Méthoded’analysedesécoulements 3d à surface libre application auxturbinespelton [j], EcolePolytechnique Fédérale de Lausanne, p. 2526, 2002
Pudasaini, S., Neopane, H.P., Panthee, A., Pathak, A., Chaudhary, B.B., ‘’Computational fluid dynamic analysis of Pelton runner of khimti hydropower project of Nepal’’, Paper Presented at Reattach Symposium Compendium, 4, p. 91-94, 2014
Yadav, S., ‘’Some aspects of performance improvement of Pelton wheel turbine with reengineered blade and auxiliary attachments‘’, International Journal of Scientific and Engineering Research, 2, p. 2229-5518, 2011
Prakash, M.N.S., ‘’Hydraulics and hydraulic machines’’, Journal of Nano Science and Nanotechnology, p. 1-22, 2010
ANSYS CFX Modeling Theory, Version 14.0, 2011
Olcay, A.B., Krueger, P.S., ‘’Momentum evolution of ejected and entrained fluid during laminar vortex ring formation received in CFD applied’’, Journal of Theoretical and Computational Fluid Dynamics, 10, p. 105-107, 2009
Mohamed, S.M, Con, J. D., Vincent, Grid., ‘’Convergence study for two dimensions of flow around a square cylinder at a low Reynolds number’’, Seventh International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries CSIRO, Melbourne, p. 1-6, 2009.
ANSYS Fluent User’s Guide 2009
Emani, V.L., ‘’Computational analysis for multi-phase flow in helical water oil separator using CFD’’, Master Thesis, College of Graduate Studies Texas A&M University-Kingsville, 2006
Xia, Y., ‘’Numerical simulation of fine particle separation in hindered –settling bed separators by (CFD)’’, Ph.D. Thesis, College of Engineering and Mineral Resources at West Virginia University, 2004
Yakhot, V., Orszag, S.A., ‘’Development of the turbulence models for shear flows by double expansion techniques’’, Physics of Fluids, 4, p. 1510, 1992
Hirt, C. W., Nichols, B. D., ‘’Volume of fluid method for the dynamics of free boundaries, Comput. Phys, 391, p. 201–225, 1981

APA	yayla s, ABDULLAH A, Oruç M (2018). HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. , 11 - 21.
Chicago	yayla sedat,ABDULLAH Azhin,Oruç Mehmet HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. (2018): 11 - 21.
MLA	yayla sedat,ABDULLAH Azhin,Oruç Mehmet HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. , 2018, ss.11 - 21.
AMA	yayla s,ABDULLAH A,Oruç M HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. . 2018; 11 - 21.
Vancouver	yayla s,ABDULLAH A,Oruç M HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. . 2018; 11 - 21.
IEEE	yayla s,ABDULLAH A,Oruç M "HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ." , ss.11 - 21, 2018.
ISNAD	yayla, sedat vd. "HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ". (2018), 11-21.

APA	yayla s, ABDULLAH A, Oruç M (2018). HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. DSİ Teknik Bülteni, 0(128), 11 - 21.
Chicago	yayla sedat,ABDULLAH Azhin,Oruç Mehmet HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. DSİ Teknik Bülteni 0, no.128 (2018): 11 - 21.
MLA	yayla sedat,ABDULLAH Azhin,Oruç Mehmet HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. DSİ Teknik Bülteni, vol.0, no.128, 2018, ss.11 - 21.
AMA	yayla s,ABDULLAH A,Oruç M HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. DSİ Teknik Bülteni. 2018; 0(128): 11 - 21.
Vancouver	yayla s,ABDULLAH A,Oruç M HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ. DSİ Teknik Bülteni. 2018; 0(128): 11 - 21.
IEEE	yayla s,ABDULLAH A,Oruç M "HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ." DSİ Teknik Bülteni, 0, ss.11 - 21, 2018.
ISNAD	yayla, sedat vd. "HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ KULLANILARAK ÇEŞİTLİ JET HIZLARI VE AYIRICI AÇILARI İÇİN BİR PELTON TÜRBİN KEPÇESİNE ETKİ EDEN KUVVETLERİN BELİRLENMESİ". DSİ Teknik Bülteni 128 (2018), 11-21.