Labirent kretli şaft tipi dolusavakların sayısal analizi / Numerical analysis of labyrinth crested shaft spillway

Abstract

Barajların hidrolik açıdan en önemli elemanları olan dolusavaklar baraj tipine ve geçireceği debilere göre birçok farklı tipte tasarlanmaktadır. Bunlardan biri olan şaft tipi dolusavaklar özellikle baraj gövdesi üzerindeki yer darlığı, titreşim gibi nedenlerle tercih edilirler. Diğer bir dolusavak tipi olan labirent tipli savaklar ise aynı nap yüküyle daha fazla debi geçirirler. Bu tezde bu iki dolusavak tipinin birlikte kullanılmasıyla elde edilmiş melez bir dolusavak tipi olan yeni bir tip dolusavak elde edilmesi amaçlanmıştır. Böylece her iki dolusavağın avantajlarının birlikte sunulduğu labirent kretli şaft tipi dolusavak tipi geliştirilmiştir. Bu amaçla, Diyarbakır ilinin Çermik İlçesinde Seyhan Çayı üzerinde yapımı devam eden Kale Barajı dolusavağı model alınmıştır. Öncelikle şaft tipli bu dolusavağın orijinal tasarımına göre sayısal modeli analiz edilmiştir. Sayısal modelin doğruluğunun testi için Devlet Su İşleri (DSİ) tarafından yürütülen fiziksel model test sonuçları kullanılmıştır. Daha sonra orijinal projedeki aynı geometrik ve hidrolik koşullar dikkate alınarak üç farklı trapez labirent savak kreti denenmiştir. Prototip ölçeğindeki sayısal analizlerde, bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı olan FLOW-3D programı kullanılmıştır. Sayısal hesaplamalarda gerçek ve türbülanslı akımın dinamiği Reynolds Ortalamalı Navier Stokes (RANS) hareket denklemlerinin çözümüyle gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda, yeni geliştirilen labirent kretli şaft dolusavağın, geleneksel dairesel kretli şaft savaklara oranla çok daha iyi bir savaklama kapasitesine sahip olduğu ortaya çıkmıştır. Savak verimi açısından, düşük nap yüklerinde klasik tipe göre daha verimli çalışırken yüksek nap yüklerinde birim boydaki verimin düştüğü görülmüştür. Bununla birlikte yüksek debiler geçiren küçük labirent tepe açılarına kavitasyon