EE- Enerji Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Konu "Airfoil" ile EE- Enerji Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeSu Altı Akıntı Türbinlerinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Modelinin Kurulması Ve Farklı Kanat Tasarımlarının Performanslarının İncelenmesi(Enerji Enstitüsü, 2019-05-03) Şanlı, Mustafa Gökhan ; Kabdaşlı, Mehmet Sedat ; 10265109 ; Enerji Bilim Ve Teknoloji ; Energy Sciences and TechnologiesDünyanın enerji ihtiyacı hızlı bir şekilde artmakta ve dünya nüfusu artışı ile sanayi gelişimine bağlı olarak bu ihtiyacın büyümeye devam edeceği öngörülmektedir. Bu talebin karşılanması için alternatif enerji kaynaklarına yönelim olmuştur. Günümüzde, dünyanın enerji ihtiyacının önemli bir kısmı fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Kaynak sorunları, yükselen fiyatlar ve çevre sorunları yüzünden güvenilir ve ucuz teknolojiyi kullanarak sürdürülebilir şekilde yenilenebilir enerji kaynakları değerlendirilmektedir. Çoğunlukla değerlendirilmemiş kaynaklar olarak deniz ve okyanuslar birden farklı şekilde güç üretimi için fırsat tanımaktadır. Bunlardan bazıları termal enerji, dalga enerjisi, açık deniz rüzgâr enerjisi, gelgit ve su altı akıntı enerjisidir. Su altı akıntı enerjisi engin, güvenilir ve düzenlidir. Akıntı üreteçleri ile çevreye daha az zarar ile ucuza ve kolayca enerji üretmek mümkündür. Küresel ölçekte yürütülen çalışmalar su altı akıntı enerjisinin ticari ölçekte büyük bir potansiyele, sürdürülebilir ve tahmin edilebilir şekilde sahip olduğunu göstermektedir. Akıntıdan enerji elde etmek için rüzgâr türbinlerine benzer şekilde su altı türbinleri kullanılır. Akıntının kanatları döndürmesiyle hidrokinetik enerji mekanik enerjiye çevrilir ve bu enerji bir jeneratör yardımıyla elektrik enerjisine çevrilir. Çevrim verimini arttırmak için türbin hidrodinamiğini iyi anlamak birincil önceliklidir. Su altı akıntı türbinleri şaft eksenine göre yatay eksenli ve dikey eksenli türbinler olarak iki sınıfa ayrılabilir. Son yıllardaki eğilim, daha yüksek güç kapasitesi ile verim eldesi ve kurulum kolaylığından ötürü yatay eksenli türbinler yönündedir. Bu çalışmada, 3 kanatlı yatay eksenli bir su altı akıntı türbini modeli kullanılarak deneyler yapılan bir makale temel alınmış; makaledeki veriler tezde kurulan hesaplamalı akışkanlar dinamiği modelinden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Makalede uçtan gövdeye kalınlaşan, NACA 63-812'den 63-824'e 17 farklı kanat profilinden üretilmiş bir türbin kullanılmış ve çeşitli açısal hız, akıntı hızı ve kanat hatve açısından güç katsayısı hesaplanmıştır. Türbinin 3 boyutlu modeli hazırlanırken makalede tanımlanan kiriş uzunluğu, hatve açısı ve kesitin konumu esas alınmış ve üç kanat yerine tek bir kanat çizilmiştir. Akış alanını modellemek için bu kanat etrafına üçte birlik kesik konik inşa edilmiştir. Modelin üçte bire düşürülmesindeki amaç hesaplama için gerekli kaynakların düşürülmesidir. Hazırlanan 3B modele ağ yapı kurmak için öncelikle giriş, çıkış, kanat yüzeyleri ve tam türbine tamamlamak için periyodiklik yüzeyleri tanımlanmıştır. Eleman boyutunu düşürmek ve hesaplama başarısını arttırmak için kanadın yakın olduğu akışkan alanında etki küresi tanımlanmış, kanat yüzeyindeki akış değişimini yakalayabilmek için şişme tabakaları oluşturulmuş ve eleman boyutu düşük tutulmuştur. Çözüm için analiz programında öncelikle sınır koşullar girilmiştir ve periyodiklik tanımlanmıştır. Çözüm başarısını sağlamak için türbülans modelleri arasından k-ε, k-ω BSL ve k-ω SST denenmiş ve deney sonuçları ile karşılaştırma sonunda ikinci model ile devam etmeye karar verilmiştir. Kurulan model ile ağ yapıdan bağımsızlık çalışmaları yapılmış ve hata payının kabul edilebilir olduğu seviyede olduğu eleman sayısı ile diğer kanat tasarımlarının incelenmesine geçilmiştir. Kanat tasarımında incelenen değişkenler, kanat profili ile hücum açısına doğrudan etkisi olan hatve açısı olmuştur. Toplamda 5 kanat profili ve 6 hatve açısı, 6 farklı kanat ucu hızı oranında denenmiştir ve her bir profil-açı ikilisi için en yüksek güç katsayısının elde edildiği çalışma noktaları belirlenmiştir. Çalışmanın sonunda, uygulamaya yönelik yüksek performans sağlayan bir tasarım ve çalışma hızı önerilmiştir.