Savonius wind turbines are a type of vertical axis wind turbine. In this research, the effect of some design parameters such as blade type, overlap ratio, separation distance, and blade thickness on the aerodynamic performance of a two-bladed Savonius wind turbine with the rotor diameter of 0,3 m was investigated numerically by using a realizable k-epsilon turbulence model. Three different levels were selected for each parameter. Computational fluid dynamics analyses were performed using Fluent software and the Taguchi method was used for the optimization process. It was seen that a Savonius rotor with an elliptical blade that has a 2 mm thickness, a 0,15 overlap ratio, and a 7,5 mm separation distance shows the best aerodynamic performance. The difference between the aerodynamic performances of the base and the optimized rotor was found to be greater at higher tip speed ratios than at lower tip speed ratios. The power coefficient was raised by nearly 17,9% for a tip speed ratio = 0,8. The optimal tip speed ratio value was changed from 0,8 to 1,0, after the optimization process.

Rüzgâr enerjisinin yararlı enerjiye dönüştürülmesinde kullanılan rüzgâr türbinleri, farklı kanat modellerinden oluşmaktadır. Türbin performansını etkileyen en önemli etkenlerden biri kanat modeli aerodinamik performansının değişimidir. Rüzgâr türbin kanatlarında kullanılması muhtemel olan NACA-0018 kanat modelinin aerodinamik performansı bu çalışma kapsamında, sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Performans analizi için yapılan sayısal çalışmalar hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) esasına göre çalışan ANSYS FluentTM 14,5 yazılımında SST (Shear Stress Transport) türbülans modeli altında incelenmiştir. Sayısal çalışmalarda Reynolds (Re) sayısı 5,7x104 kabul edilmiş, 0°’den 60°’ye kadar her 2,5°’lik hücum açısı için analizler tekrarlanmıştır. Deneysel çalışmalar ise açık çevrimli rüzgâr tünelinde her 5° hücum açısı için 0°-60° aralığında gerçekleştirilmiştir. Her iki çalışmada da belirlenen hücum açılarında kanat modelinin kaldırma katsayısı (CL), sürükleme katsayısı (CD) ve aerodinamik verimlilik (CL/CD) değerleri bulunmuştur. Sayısal sonuçlara göre açıklık oranı-1 (AR1) kanat modelinde 32,5°’de irtifa kaybı gözlenirken, açıklık oranı-2 (AR2) kanat modelinde ise 25°’de irtifa kaybı söz konusudur. AR1 ve AR2 kanat modelleri için yapılan deneysel çalışma sonuçlarına göre her iki kanadın CL değeri, sayısal çalışmalar neticesinde elde edilen verilerden sırasıyla %0,41 ve %2,71 oranında daha olumludur. Benzer şekilde deneysel olarak elde edilen CD değerlerinin AR1 ve AR2 kanat modeli için sayısal verilerden sırasıyla %6,35 ve %5,16 kadar daha iyi olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Sayısal çalışma sonucu AR1 ve AR2 kanat modelleri için elde edilen CL/CD değerleri aynı yapılar için ölçülen deneysel verilerden her bir kanat modeli için sırasıyla %3,86 ve %12,04 daha yüksektir. Hem deneysel hem de sayısal çalışma sonucunda NACA-0018 kanat modelinin iki farklı açıklık oranına sahip yapılarından AR1 yapısının aerodinamik verimi, irtifa kaybı öncesi ve sonrasında AR2 kanadına göre belirgin bir avantaja sahiptir.

This paper experimentally and numerically investigates the effects of suction side surface roughness on the aerodynamic performances of the NACA 0015 turbine blade profile. Three different NACA 0015 turbine blade configurations, which are smooth (K0), single roughness (K1), and double roughness (K2), are considered. The experimental studies were conducted using the HM-170 GUNT open wind tunnel model. The aerodynamic characteristics of these three blade configurations are evaluated in terms of their lift coefficient (CL), drag coefficient (CD), and aerodynamic efficiency (CL/CD). The maximum CL (CL,max) for K0 was obtained at 25°, whereas the CL,max angles for the K1 and K2 roughness blade profiles were reduced to 22.5°, utilizing the rough surfaces on the suction side. The experimental analysis revealed that the K2 profile demonstrated a 21% and 19% enhancement in maximal CL over the K0 and K1 profiles, respectively. The highest CL/CD was observed with K1, except at low attack of angle (αoα), where the smooth blade profile resulted in slightly better performance. Experimental analysis showed peak CL/CD at αoα of 7.5° for K0, and 12.5° for both K1 and K2, with K1's optimal CL/CD being 2.85% and 8.5% higher than K0 and K2, respectively. Numerical analysis indicated that the CL/CD,avg for K1 was observed to be 11% and 8% higher than that of K0 across all αoα.

In this study, the energy and exergy analysis of a 160 MW Çayırhan thermal power plant, which is operational in Ankara, Turkey, is performed. The effects of varying dead state temperatures on energy and exergy in the plant are investigated. Exergy destruction (irreversibility), entropy generation, per cent ratio to exergy destruction and heat loss, energy and exergy efficiencies are determined for the dead state temperatures ranging from 5 to 30°C. The varying dead state temperatures do not have an effect on the energy efficiency (first law efficiency), whereas they affect the exergy efficiency (second law efficiency). The energy efficiency is computed as 42·76% for the whole plant. The exergy efficiency values for the whole plant are obtained as 35·62 and 32·97% for varying dead state temperature values between 5 and 30°C respectively. It is observed that dead state temperatures directly affect the exergy efficiency of the thermal power plant. In addition, the comparison between heat losses and exergy destruction of the individual component of the plant shows that the maximum heat losses occur in the condenser, whereas the maximum exergy destruction occurs in the boiler for all the reference state temperatures. Furthermore, the analysis shows that the boiler is the major source of irreversibility in the plant.