Türbin karakteristik deneyleri ile kanat verimliliğinin iyileştirilmesi için bir francis türbini deney setinin kurulması ve araştırılması

Abstract

ÖZET Doktora Tezi TÜRBİN KARAKTERİSTİK DENEYLERİ İLE KANAT VERİMLİLİ?İNİN İYİLEŞTİRİLMESİ İÇİN BİR FRANCIS TÜRBİNİ DENEY SETİNİN KURULMASI VE ARAŞTIRILMASI Faruk KÖSE Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Akbay Tuğan GÖKÇE 1996, Sayfa: 139 Jüri: Prof. Dr. Akbay Tuğan GÖKÇE Francis türbinleri reaksiyon türbinleri sahasında en geniş kullanım alanına sahip türbinlerdir. Bu çalışmada, 1.5 kW gücünde bir model Francis türbini dizayn ve imalatı yapılarak imal edilen bir pompa-türbin deney setine monte edildi. Francis türbini çark kanat sayısının, kanat genişliğinin, kanat giriş çapının ve kanat giriş açısının kanat verimine, hidrolik ve toplam verime etkileri türbin karakteristik deneyleri ile araştırıldı. Bu testler 12 değişik çark imal edilerek yapıldı. Francis türbini teorisi ve dizayn parametreleri verildi. Böylece hesaplanan teorik hidrolik verim, deneylerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Teorik ve deneysel karakteristik eğrilerin arasında yakın bir uyum olduğu görüldü. Türbin dizaynında çark çıkış hızı hesaba katılmamasına rağmen çarkın çıkışında su basıncı, kavitasyon oluşma basıncının altına düştüğü için dikkate değer bir kavitasyon olayı meydana gelmektedir. Francis deney türbini için hidrolik verim maksimum %85, toplam verim ise maksimum %70 civarında elde edildi. Bu sonuçların laboratuvar tipi küçük model türbinler için uygun olduğu görüldü. Anahtar Kelimeler: Francis türbinleri, küçük Francis türbini deney seti, Francis türbini karakteristik deneyleri, Francis türbini hidrolik verimi.

ABSTRACT Doktora Thesis CONSTRUCTION OF AN EXPERlMANTEL SET-UP FOR EXPERIMENTS AND TO IMPROVE BLADE EFFICIENCY OF FRANCÎS TURBINES Faruk KÖSE Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Deparment of Mechanical Engineering Supervisor Prof.Dr. Akbay Tuğan GÖKÇE 1996, Page: 139 Jury: Prof.Dr. Akbay Tuğan GÖKÇE Francis turbines are most widely used reaction turbines. In this work a 1.5 kW model Francis turbine was designed and manufactured, and mounted on a pump-turbine test set-up. The effects of number of runner blades, blade width, inlet runner] diameter and inlet blade angle on hydraulic and total efficiency was investigated by turbine characteristics experiments. (TKeğexperiments were performed on 12 different runner geometry. T^ Theoritical and experimental hydraulic efficiency results were compared, and it was seen that characteristic curves for both cases agree well. Considerable amount of cavitation was observed at runner outlet, though runner outlet velocity was not considered, since water pressure at runner outlet drops below cavitation pressure. Maximum efficiency was obtained as 85% for hydraulic efficiency and 70% for total efficiency. There results are satisfactory for a laboratory type model. Key words: Francis turbines, (model!) Small type Francis turbine design, Francis turbine characteristics, Francis turbine hydrolic efficiency.