HİDROLİK TÜRBİNLERİN KANAT YÜZEYLERİNDE KAVİTASYON OLAYININ İNCELENMESİ

Abstract

Suyun metal yüzeyler ile temas ettiği noktalarda ani basınç değişimlerinden kaynaklı meydana gelen ve aşınma olarak tanımladığımız kavitasyon olayına daha çok su türbinlerinde, santrifüj pompalarda, gemi pervanelerinde ve keskin dönüşlerin görüldüğü akışkan borularda rastlanmaktadır. İstenmeyen bir durum olarak karşımıza çıkan bu oluşum, sistemlerde verim kayıplarına neden olur. Uzun süre kavitasyon altında çalışılması durumunda malzeme yüzeyinin çok hızlı bir şekilde yıpranarak süngerimsi bir hal alması ve sonrasında parçalanmasından dolayı zaman zaman tüm sistemin rehabilite edilmesine de neden olmaktadır. Bu çalışmada kavitasyon olayının en fazla gözlendiği alanlardan biri olan hidrolik türbinlerdeki kavitasyon oluşumuna ayrıntılı bir şekilde yer verilmiştir. Ülkemizde daha çok Karakaya, Keban ve Gökçekaya Hidroelektrik Santralleri (HES) olmak üzere birçok santralde kavitasyon problemine karşılaşılmaktadır. Çalışmamızda Keban, Kesikköprü, Karakaya HES ve bir adet dikey Francis tipi türbinin farklı yük ve hidrolik düşü değerleri altında çalıştırılması durumunda veriler alınmıştır. Bu veriler ile özgül hız-kavitasyon katsayısı sınır değeri karakteristik eğrisinde incelenmiştir. Bu santrallerin hangi şartlar altında çalıştırılması durumunda kavitasyona maruz kaldıkları tespit edilerek meydana gelebilecek verim kayıplarını azaltmak için yapılması gerekenler araştırılmıştır. Ayrıca metal yüzeylerde, sıvı basınç farklılıklarından kaynaklanan kavitasyon oluşumunun nedenleri, meydana geliş biçimleri, kavitasyon çeşitleri ve sıklıkla görüldüğü alanlar inceleyerek kavitasyonu engellemenin veya en aza indirmenin çözüm yolları araştırılmıştır. Özellikle yüksek düşülerdeki HES’lerdeki türbinlerde görülen kavitasyon olayına karşı ne tür çalışmaların yapıldığı ve çalışmalar sırasında hangi yollara başvurulduğu incelenmiş ve yeni çözüm yolları ortaya konmuştur.