Boru İçi Türbin Analizi

Türbin Analizi

Bu çalışma patentli bir sistem olan turbo solenoid vana sistemi için türbin tasarımından oluşmaktadır. Turbo solenoid sistemi akış otomasyonunda akış kontrolü için kullanılan yeni geliştirilmiş bir sistemdir. Bu sistem kendine yeten bir sistem olup bu sistem sayesinde akış kontrolü enerji ve kontrol için kablo kullanmadan mümkün olacaktır.

Turbo solenoid sisteminin en önemli parçalarından biri türbindir. Bu sebepten dolayı bu çalışmanın ana amacı HAD analizlerini kullanarak turbo solenoid vana sistemine uygun bir boru içi türbin tasarımı yapmaktır. Bu kapsamda boru içi çalışmalarına uygun olan farklı tip türbinler incelenmiştir. Sonuç olarak Darrieus, Gorlov ve Lucid^® türbinlerinin bu uygulama için daha uygun olacağı kanaatine varılmıştır ve bu bağlamda HAD akış analizlerine tabi tutulmuştur. HAD analizlerinde türbin tipi dışında ayrıca kanatların burkulma açısı ve kanatların profil tipinin türbin performansı üzerine etkisi incelenmiştir. Aynı ölçüye ve NACA0018 profiline sahip türbinler üzerine yapılan analizler sonucunda Lucid^®türbininin en yüksek moment değerini ürettiği ve buna karşılık boruda en yüksek basınç düşüşüne de sebep olduğu anlaşılmıştır. Diğer yandan 10° burkulmuş Gorlov türbinin Lucid^® türbinine göre %31,3 daha az moment ürettiği ancak buna karşılık %51,4 daha az basınç düşüşüne sebep olduğu görülmüştür.

Kanat profili etkisini incelemek için Darrieus türbini NACA0021 ve NACA0015 profilleri ile irdelenmiştir. Kıyaslamalar sonucunda NACA0021 profiliyle olan türbinin NACA0018 profiline sahip türbine göre %1,5 daha az moment ürettiği ama %3,3 daha fazla basınç düşüşüne sebep olduğu görülmüştür. Buna karşılık NACA0015 profiline sahip türbinin NACA0018 profiline sahip türbine göre %9 daha fazla moment ürettiği ve %1,4 daha fazla basınç düşüşüne sebep olduğu görülmüştür.

Kanat burkulma açısının performans üzerine etkisini incelemek için 20° burkulmuş Gorlov türbini incelenmiştir. Sonuç olarak 20° burkulmuş Gorlov türbininin 10° burkulmuş Gorlov türbinine göre %19,1 daha yüksek bir moment ürettiği ve %5,5 daha az basınç düşüşü ürettiği sonucu elde edilmiştir.

Son olarak 20° burkulmuş Gorlov türbini NACA0015 profiliyle analiz edilmiştir. Analizler sonucunda bu tip türbinin en yüksek momenti üreten Lucid^® türbinine göre sadece %4,7 daha az moment ürettiği ve buna karşılık %49,3 daha az basınç düşüşüne sebep olduğu sonucuna elde edilmiştir. Analizler sonucunda NACA0015 profiline sahip 20° burkulmuş Gorlov türbininin turbo solenoid sistemine en uygun türbin olacağı sonucuna varılmıştır.

Çalışmaların devamında turbo solenoid sistemi için uygun görülen NACA0015 profiline sahip 20° burkulmuş Gorlov türbininin hızlı prototipleme yöntemiyle üretimi yapılmıştır. Üretilen bu türbinle deneysel çalışmalar yapılarak, sayısal analiz sonuçlarının doğruluğu araştırılmıştır. İncelemeler sonucunda moment üretimi kıyaslamalarında yatak ve sızdırmazlık elemanlarından kaynaklandığı bilinen %10’luk bir fark gözlemlenmiştir. Benzer şekilde basınç kaybı kıyaslamalarında kanat yüzey sürtünmelerinden kaynaklandığı bilinen 1,9 kPa’lık bir fark gözlemlenmiştir.

Projeler

Francis Türbini Yayıcısı Akış Modellemesi
Karakaya hidroelektrik santrali için türbin yayıcısındaki akış modellemesi yapılmıştır. Bu bağlamda, tam ve kısmi yüklerde akış karakteristikleri elde edilmiştir. Sonuçta, %50 kısmi yükte akış çalkantılarının 25 kat daha fazla olduğu sonucu ortaya konmuştur.
Turbofan Motoru Kompresör Buzlanma Önleme Sistemi
Bu proje kapsamında uçaklarda kullanılan Turbofan motorunun kompresör kademesinde oluşan buzlanmayı önleyen (Anti Ice) verimliliğini arttırmak için deneysel ve CFD çalışmaları yapılmıştır.
Pompalarda Kavitasyon Analizi
Kavitasyon direnci düşük ticari bir pompanın akış analizleri yapılarak kavitasyona etki eden parametreleri belirlenerek performansında %15 iyileştirme sağlanmıştır.
HEPA Filtre Tasarımı
Proje kapsamında ticari bir elektrikli süpürgenin akış analizi yapılarak üzerindeki HEPA filtrenim yeniden tasarımı yapılmıştır. Akış analizleri ile basınç düşüşü en aza indirilerek verim maksimize edilmiştir.
PWM Yöntemiyle Vanalarda Oransal Debi Kontrolü
Osiloskopla farklı ölçülerdeki solenoid vanaların farklı basınçlarda açma ve kapama süreleri bulunmuştur. Bu vanaların debi geçirgenlikleri deneysel olarak bulunmuştur. Sonuçta istenen herhangi bir PWM frekansı ve darbe (pulse) süreleri ile vana debisi arasındaki ilişki matematik modelleme ile elde edilmiştir.
Elektrikli Araç Motor Soğutma Sistemi
Bu çalışma kapsamında elektrikli bir araçta kullanılacak olan bir elektrikli motorun, daha etkin bir soğutma yaratabilen, sıvı akışkan (su) ile soğutulması için gereken analizler ve tasarım çalışmaları yapılmıştır.
12000 BTU Yerli Klima Kapsamında Kanat Tasarımı
Bir ticari klimanın iç ünite ısı değiştiricisinin performansında, yeni bir kanat tasarımı ile iyileştirme sağlanmıştır.
Boru İçi Türbin Analizi
Bu proje kapsamında boru içi akıştan enerji elde etmek amacıyla farklı tip boru içi türbinlerin analizi yapılmıştır.
Coriolis Tipi Yüksek Hassasiyetli Debimetre
%100 yerli yüksek hassasiyetli Coriolis tipi kütlesel debimetre tasarımı
Nehir Tipi Hidroelektrik Santrallerde Can Suyunun Belirlenmesi
Farklı nehirler üzerine kurulacak olan nehir tipi hidroelektrik santraller için nehir yıllık ortalama akım miktarına göre nehirde bırakılması gereken can suyu miktarı belirlenmiştir.
Havalandırma Isı Geri Kazanım Sistemi
Bu proje kapsamında tıbbi bir laboratuvarın havalandırması için kullanılan ısı geri kazanım sistemi tasarımı yapılmıştır.
Santrifüj Pompaların Verim ve Kavitasyon Açısından Çok Amaçlı Optimizasyonu
Mevcut ticari santrifüj pompaların performanslarından yola çıkılarak, pompaların hem verimini hem de kavitasyon performansını eş zamanlı olarak maksimize eden ve sonuçları tüm santrifüj pompalara uygulanabilen projemiz başlamıştır.