Development and Implementation of a Methodology for Reverse Engineering Design of Francis Turbine Runners

Francis type hydraulic turbine runners have complex blade shapes. Runner blades have three dimensional profiles that direct the incoming flow. In this study, a reverse engineering methodology is developed for the redesign of turbines. Traditional reverse engineering steps are combined with the basics and flow dynamics of hydraulic turbines and applied to two different turbine runners (which have different specific speeds) of two different hydroelectric power plants in operation. The methodology is first verified by application on the first runner and utilized for the redesign of the runner of another power plant. The reasons for the reduced performance of the second runner are examined with the help of the new inverse engineering design methodology and a rehabilitation study is performed. Thus, the runner which only provides 70% of its installed capacity, is redesigned and can now utilize its full capacity.

Francis Tipi Su Türbini Çarkýnýn Tersine Mühendislik ile Tasarýmý için bir Yöntem Geliþtirilmesi ve Uygulamasý

Francis tipi su türbinlerine ait çark kanatlarýnýn yapýsý oldukça karmaþýktýr. Üç boyutlu profilleri ile gelen akýþý yönlendirirler. Bu çalýþmada, türbinlerin yeniden tasarýmý için bir tersine mühendislik yöntemi geliþtirilmiþtir. Geleneksel tersine mühendislik yöntemi, hidrolik türbin temel çalýþma prensipleri ve akýþkanlar mekaniði temelleri ile birleþtirilerek iki farklý kullanýmda olan santralin türbin çarkýna (iki farklý özgül hýzý olan) uygulanmýþtýr. Yöntem, öncelikle bir santrale uygulanarak doðrulanmýþ, ardýndan diðer santralin türbin çarkýnýn yeniden tasarýmýnda kullanýlmýþtýr. Ýkinci santralin türbin çarkýnýn çalýþmasýndaki sorunlarýn sebepleri yeni geliþtirilen yöntem ile araþtýrýlmýþ, ve çarkýn rehabilitasyonu gerçekleþtirilmiþtir. Kapasitesinin %70’i verimle çalýþan çark, tam kapasite çalýþýr hale gelmiþtir.