Tesisat Dergisi 304. Sayı (Nisan 2021)

70 Tesisat / Nisan 2021 tesisat.com.tr MAKALE SANTRİFÜJ POMPALARIN TÜRBİN KARAKTERİSTİKLERİNİN ÖNGÖRÜLMESİNDE KULLANILAN YÖNTEMLER EREN GÜVEN Makine Müh. & Elektronik ve Haberleşme Müh. Standart Pompa ÖZET T ürbin olarak çalışan pompalar, izole bölgelerde bulu- nan küçük güçlerdeki hidroelektrik santrallerinde ve içme suyu isale hatlarında elektrik üretilmesi ama- cıyla 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 alter- natif 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 sonuç- ların deneysel ölçümlerle olan uyumu, PT seçimi konusunda HAD çözümlerinin başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir. Ayrıca, sayısal çözümlerin yapılamadığı durumlarda, lite- ratürden derlenen ampirik bağıntıların PT performansının öngörülmesindeki başarıları deneylerle karşılaştırılarak tar- tışılmıştır. Semboller k Q : Türbin debi dönüşüm katsayısı k H : Türbin yük dönüşüm katsayısı η : Verim η p : Pompa verimi η t : Türbin verimi Q opt : Pompanın optimum debisi (m3/h) H opt : Pompanın optimum basma yüksekliği (m) n q : Pompa özgül hız Q t : Türbin debisi (m3/h) H t : 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 mali- yetlerinin yüksek olması kimi zaman yatırımcının bu alana yatırım yapmasını engellemektedir [1]. Bu durum enerji üre- ticilerini birim maliyeti düşürmek için arayışlara sevk etmiş ve küçük ölçekli hidroelektrik santraller ile ilgili araştırma ve çalışmalar artmaya başlamıştır. Türbin olarak çalışan pom- paların, küçük hidroelektrik santrallerin ekipman maliyetini düşürmek için geleneksel türbinlerin alternatifi olarak kulla- nılabileceği anlaşılmıştır. PT’ler farklı özgül hızlarda, farklı hidrolik ve mekanik yapıda olan makinalardır. Uygulamada türbin olarak kullanı- lan 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 yoluna