Türbinmetre akış hacminin 3 boyutlu hesaplamalı akışkanlar mekaniği kodları ile sayısal ve deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Bu yüksek lisans tez çalışmasında, Türbinmetrede sıvı akışkan debi ölçümü ve türbinmetre içindeki akışın modellenmesi ve deneysel çalışmaların yapılması konusu incelenmiş ve Fluent programında sayısal olarak çözümlemeler yapılarak deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Tez çalışması sekiz ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri, ulaşılmak istenen sonuçlar ve de tez kapsamı genel olarak açıklanarak konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde tez konusu kapsamında konu ile ilgili önceki araştırmacıların çalışmaları ışığında temel kavramlara değinilmiştir. Üçüncü bölümde kullanılan hesap yöntemi açıklanmış elde edilmek istenen sayısal değerlerin hesaplanabilmesi için bir denklem takımı geliştirilmeye çalışılmıştır. Elde edilen denklemler Wolfram Research MATEMATICA 6.0 yardımı ile çözülerek Dördüncü bölümde HAD analizlerinin temelleri üstünde durulmuş ve kullanılan sayısal çözüm yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde 3 farklı tip rotor ve kanatçığa sahip bir türbinmetre imalatı açıklanmış, Altıncı bölümde Laboratuar test yöntemi, test düzeneği, test verileri üzerinde durulmuş, Yedinci bölümde HAD analiz sonuçlarına yer verilmiştir. HAD analizlerinden önce ise ProEngineer WildFire 2 programı vasıtasıyla Bopp & Reuther yapımı türbin tip debimetre sayısal olarak 3D olarak modellenmiştir. Elde edilen modelden çözüm ağları oluşturmak amacıyla GAMBİT 2.2.30 programında tasarlanmış ve yedinci bölümde oluşturulan sayısal ağ ile sonlu hacımlar metodunu kullanan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) paket programlarından FLUENT 6.3.16 programı kullanılarak sayısal çözümler elde edilmiştir. Daha sonra sayısal çözüm yardımı ile hesaplanan türbinmetre giriş çıkış statik basınç kaybı ve K türbinmetre akış katsayısı deneylerden elde edilen sonuçlar ve ikinci bölümde elde ettiğimiz ampirik formüllerle hesaplanan değerlerle birlikte üçlü bir karşılaştırma yapılmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlara göre türbinmetre üzerinde akışkan akış hızı ve basınç dağılımları incelenmiştir. Sonuçların kabul edilebilir oranlarda deneylerle uyumlu olduğu görülmüştür. Değişik sınır şartlarında hız büyüklüklerinin, K akış katsayısı ve statik basınç düşüşü ile değişimleri incelenmiştir. Son olarak sekizinci bölümde yapılan çalışmayla ilgili sonuçlar belirlenmiş ve öneriler sunulmuştur. Elde edilen sayısal çalışma sonuçlarına göre elde edilen bilgiler verilmiştir.