EREN GÜVEN

Makine Müh. & Elektronik ve Haberleşme Müh. Standart Pompa 

ÖZET

Türbin olarak çalışan pompalar, izole bölgelerde bulunan küçük güçlerdeki hidroelektrik santrallerinde ve içme suyu isale hatlarında elektrik üretilmesi amacıyla tercih edilmektedir. Bunun başlıca nedenleri; ilk yatırım maliyetlerinin düşük olması, işletme ve bakım kolaylıkları ve kısa teslim süreleridir. Pompa-Türbin (PT) performansının öngörülmesinde kullanılan ampirik yöntemlerin güvenilirliği, PT seçiminde karşılaşılan en büyük problemlerden biridir. Bu çalışmada PT performansının ampirik yöntemlere alternatif olarak, üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) simülasyonları ile de öngörülebileceği gösterilmiştir. Bu amaçla birer adet uçtan emişli norm pompa, çift emişli pompa ve kademeli pompa seçilerek, türbin modundaki performansları deneysel olarak ölçülmüştür. Sayısal sonuçların deneysel ölçümlerle olan uyumu, PT seçimi konusunda HAD çözümlerinin başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir. Ayrıca, sayısal çözümlerin yapılamadığı durumlarda, literatürden derlenen ampirik bağıntıların PT performansının öngörülmesindeki başarıları deneylerle karşılaştırılarak tartışılmıştır. 

Semboller

kQ : Türbin debi dönüşüm katsayısı

kH : Türbin yük dönüşüm katsayısı

η : Verim ηp : Pompa verimi

ηt : Türbin verimi 

Qopt : Pompanın optimum debisi (m³/h)

Hopt : Pompanın optimum basma yüksekliği (m)

nq : Pompa özgül hız

Qt : Türbin debisi (m³/h)

Ht : Türbin yükü (m)

P : Mil Gücü (kW)

1. GIRIŞ

Dünyanın enerji gereksinimi, artan nüfus ve talep ile orantılı olarak artmaktadır. Su kaynaklarının olduğu her yerde kurulu gücün büyük veya küçük olmasına bakılmaksızın elektrik enerjisi üretim santralleri kurulurken ilk yatırım maliyetlerinin yüksek olması kimi zaman yatırımcının bu alana yatırım yapmasını engellemektedir [1]. Bu durum enerji üreticilerini birim maliyeti düşürmek için arayışlara sevk etmiş ve küçük ölçekli hidroelektrik santraller ile ilgili araştırma ve çalışmalar artmaya başlamıştır. Türbin olarak çalışan pompaların, küçük hidroelektrik santrallerin ekipman maliyetini düşürmek için geleneksel türbinlerin alternatifi olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır. PT’ler farklı özgül hızlarda, farklı hidrolik ve mekanik yapıda olan makinalardır. Uygulamada türbin olarak kullanılan pompa tiplerinden en sık görülenleri uçtan emişli norm pompalar, çift emişli pompalar ve kademeli pompalardır.

Türbin deneylerini yapıp seçim kriterlerini oluşturmak pompa deneylerini yapıp seçim kriterlerini oluşturmaya nazaran daha zordur. Bu nedenle pompa üreticisi firmalar, çoğu zaman türbin deneylerini yapmaktan kaçınabilirler ve bunun yerine türbin performans eğrisini tahmin etme yolunagidebilirler [2]. Pompa performans eğrisinden türbin performans eğrisinin elde edilmesi yaklaşımı yıllardan beri araştırma konusudur. Bu yaklaşım metotları mevcut pompanın özgül hızına, en verimli noktasındaki verime, debi ve basma yüksekliğine bağlıdır. İhtiyaç duyulan PT’nin performansı, Tablo 1’de verilen dönüşüm katsayıları kullanılarak pompa performansından tahmin edilir.

Yazının devamı için tıklayın