Ilısu Barajı dolusavak havalandırıcısının performans değerlendirmesi

Abstract

Bu çalışmada dolusavaklarda beton yüzeyinde oluşan kavitasyon hasarı ve dolusavak havalandırıcıların kavitasyon üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla Ilısu barajı ve HES Projesi model alınarak, dolusavak havalandırıcılarının 1982 ilk tasarımı ile 2010 revize tasarımının performansı ve akım karakteristikleri Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi ile incelenmiştir. İlk olarak Ilısu Baraj dolusavağının 1982 tasarımının üç boyutlu (3B) sayısal modeli sonlu elemanlar ağı ile hazırlanmış; daha sonra hazırlanan bu model ANYSYS-FLUENT programıyla projesindeki hidrolik verilere göre sınır şartları girilerek HAD analizleri yapılmıştır. Ilısu Barajının dolusavağının 1982 tasarımının CFD analizi sonuçları DSİ'nin bazı model deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Daha sonra, 2010 revize tasarımı model deneyleri olmadığından performans değerlendirilmesi HAD yardımıyla yapılmaya çalışılmıştır. Her iki tasarımın detaylı HAD sonuçları verilmiş ve karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. HAD analizlerinden elde edilen sonuçlar 2010 revize tasarımın havalandırma performansının çok daha iyi olduğunu göstermiş ve bu tasarımın dolusavak şut kanallarını kavitasyon hasarından yeterince koruyabileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Ilısu Barajı, Dolusavak, Kavitasyon, Havalandırıcı, HAD, ANSYS FLUENT

In this thesis the cavitational damage on the concrete surface of spillways and the effects of aerators on the cavitation wer investigated. The effects of aerators on the cavitation is searched. Firstly, Ilısu Dam and HEPP Project aerations' section in 1982 and revised section in 2010 performance and flow characteristics were analyzed by Computational Fluid Dynamics (CFD). The spillway design of the dam in 1982 was three dimensionally simulated using `Fine Volume Method, FVM`. The model prepared with FVM export to ANYSYS-FLUENT Program, and then, analyzed with HAD in accordance with hydraulic data specified in the project. CFD analysis results of the 1982 design of the dam spillway were compared with some experimental model data presented by DSI. Second, the performance evaluations of the revised design of the spillway aerator in 2010 were performed using CFD analysis without physical model experiments. The numerical analysis results of both designs of the spillway aerator were detailed presented and the performance of them were evaluated comparatively. The CFD analyses results showed that the new revised design in 2010 is more efficiency than the old design in 1982, and the new design is sufficient to protect against cavitational damage Keywords: Ilısu Dam, Spillway, Cavitation, Aerator, CFD, Ansys-Fluent