TY - JOUR T1 - Küçük Ölçekli Francis Türbini Tasarımı Ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Analizi TT - Small Scale Francis Turbine Design And Computational Fluid Dynamics Analyses AU - Yontar, Hakan AU - Karaaslan, Salih AU - Yücel, Nuri PY - 2019 DA - June DO - 10.29137/umagd.557597 JF - International Journal of Engineering Research and Development JO - IJERAD PB - Kirikkale University WT - DergiPark SN - 1308-5506 SP - 713 EP - 729 VL - 11 IS - 2 LA - tr AB - Bu çalışmada, küçük ölçekli Francis türbini bileşenlerinin tasarımı ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri gerçekleştirilmiştir. Bovet yöntemi kullanılarak çark kanadı analitik ve ampirik bağıntılar ile tasarlanmıştır. Çark ve ayar kanadı merdiyenel profilleri ANSYS Bladegen V17.0’da oluşturulmuştur. Ağ yapısı ANSYS Turbogrid ile oluşturulmuştur. Salyangozve emme borusu tasarımlarının geometrileri Solidworks 2013’de oluşturulmuştur. Türbin bileşenleri ve tüm türbin için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri k-ε türbülans modeli kullanılarak yapılmıştır. HAD analizleri kararlı çalışma şartları için gerçekleştirilmiştir. Analizlerin sonucunda basınç dağılımları ve akış hız çizgileri elde edilmiştir. Türbine ait elde edilen verim değeri incelenmiştir. Analitik yöntemler kullanılarak elde edilen verim ile HAD analiz sonuçlarındaki verim karşılaştırıldığında, %2 fark olduğu görülmüştür. KW - Francis Türbini KW - HAD KW - Turbomakina KW - Türbin Tasarımı N2 - In this study, the design and numerical analysis of small scale Francis turbine components were performed. According to the Bovet method, analytical calculations of single blade were performed. Runner and wicket gate meridional profiles were created in ANSYS Bladegen V17.0. Grid models were created in ANSYS Turbogrid V17.0. The geometries of the spiral case and draft tube designs were created in Solidworks 2013. Computational fluid dynamics (CFD) analyzes for turbine components and turbine were performed in steady state with k-ε turbulence model. As a result of the CFD analyses, pressure distributions and flow lines were obtained. The efficiency of the turbine was examined. When the efficiency in design and CFD analysis results were compared, it was seen that there was a difference of %2. CR - Ansys Inc. , (2013). CFX Solver Theory Guide. Release; 15: 79-90 CR - Bovet T. , (1963). Francis Tipi Bir Reaksiyon Türbininde Çark Kanadının Çizimi, Lozan Üniversitesi CR - ESHA- European Small Hydropower Association, Guide on How to Develop a Small Hydropower Plant, (2004) CR - Ergin A. , (1972) Su Makinaları Ders Notları, İTÜ Makina Fakültesi CR - Haas R. , Hiebert M. , Hoatson E. , (2014). Francis Turbines, Fundamentals and Everything Else You Didn’t Know That You Wanted To Know, Colorado State University, CIVE 401 CR - Huang J. , Swiderski J. , Ji J. , Tung T. , Riley M. , (2006). Francis Turbine Upgrade for the Lushui Generating Station by Using Computational Fluid Dynamics - A Case Study CR - Krivchenko G.I. , (1983). Hydraulic Machines: Turbines and Pumps CR - Laín S. , García M., Quintero B. , Orrego S. , (2010). CFD Numerical simulations of Francis turbines CR - Li J., WU Y., Liu S., Zhu Y, (2010). 3D Unsteady Turbulent Simulation of The Runaway Transient of The Francis Turbine CR - Neopane P.H. , Dahlhaug G.O. , Thapa B. , (2007). Alternative Design of a Francis Turbine for Sand Laden Water CR - Odesola I. F. , Oririabre J. I. , (2013). Development of a 5kW Francis Turbine Runner Using Computation Fluid Dynamics CR - Ruprecht, Heitele, Helmrich, (2014). Numerical Simulation of a Complete Francis Turbine including unsteady rotor/stator interactions CR - Teran L.A. , Larrahondo F.J. , Rodriguez S.A. , (2016). Performance improvement of a 500-kW Francis türbine based on CFD CR - The USGS Water Science School – Hydroelectric power water use https://water.usgs.gov/edu/wuhy.html CR - Wang L. , (2012). The Optimal Design based on CFD Combined with CAD for Turbine Runner UR - https://doi.org/10.29137/umagd.557597 L1 - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/766638 ER -