Ilısu barajı dipsavak performansının sayısal modelle belirlenmesi

Abstract

Ilısu Barajı ve Hidroelektrik santrali ülkemizin en önemli projelerinden biridir. Tamamlandığında ülke ekonomisine yılda yaklaşık 300 Milyon $ katkı sağlaması beklenmektedir. Barajın en dikkat çekici mühendislik tasarımlarından birisi, 12 m çaplarında ve yaklaşık 1 km uzunluğundaki derivasyon tünellerinin dipsavak yapılarına dönüştürülmesi çalışmalarıdır. Bu tezde Ilısu Barajı dipsavak ve havalandırma tünellerinin, farklı akım ve tasarım koşulları altındaki hidrodinamik davranışları hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılarak incelemiş ve bazı alternatif tasarımlar geliştirilmiştir. Elde edilen veriler öncelikle Devlet Su İşleri (DSİ) tarafından yapılan model deneyleri ile karşılaştırılmış ve daha sonra fiziksel deneylerde elde edilmesi mümkün olmayan analizler HAD yardımıyla yürütülmüştür. Analizler Flow-3D yazılımıyla kullanılarak iki fazlı türbülanslı akış modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. HAD analizlerinden elde edilen ilk sonuçlar model deneyleriyle uygun sonuçlar vermiştir. Daha sonra geliştirilen farklı alternatif tasarımlarla ise havalandırıcı performansı bakımından DSİ'nin orijinal tasarımına göre yaklaşık %50 - %100 oranlarda verim artışı sağlanmıştır.

Ilisu Dam and Hydroelectric Power Plant are among the most important projects of our country. Once completed, it is expected that it will contribute to the country economy approximately $300 million annually. One of the most remarkable engineering designs of the dam is the conversion of the diversion tunnels of 12 m in diameter and about 1 km in length into sluice outlet structure. In this thesis, alternative designs of Ilisu Dam sluice outlet were discussed to assess and evaluate hydrodynamic behaviors under different flow and design conditions using Computational Fluid Dynamics (CFD). First, the data obtained were compared with the model experiments conducted by the State Water Works (SWW), and then analyzes that cannot be obtained in the physical experiments were conducted using CFD. As a method, Flow 3D software with turbulent and two-phase flow model was used to analyses of the models. The fist results conducted by the HAD analyses are considerably agree with the data of experimental results of the DSI. Then it was concluded that the new developed designs of the aerator has given 50% and 100% more efficiency than the original design of DSI.