Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BİLGE ÖZDOĞAN CUMALI
Danışman: Semih Nemlioğlu
Özet:
Deniz
kıyısındaki termik santraller, soğutma işlemlerinde sıklıkla açık devre
soğutma sistemleri ile büyük miktarda deniz suyu kullanmaktadırlar. Bu soğutma
suyu, tesisten yüksek sıcaklığa sahip bir atıksu olarak tekrar alıcı su
ortamına deşarj edilmektedir. Deşarj edilen sıcak atıksu, yoğunluğundan dolayı
su yüzeyine doğru hareket etmektedir. Sıcak atıksu deşarjı, su ekosistemini
olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Ayrıca yüzey suyu sıcaklığını artırarak, alıcı
su ortamının karbondioksit absorblama kapasitesini azaltabilmekte ve su
yüzeyindeki buharlaşmayı artırabilmektedir. Sera gazı olan su buharı ile
karbondioksitin atmosferdeki miktarlarının yükselmesi sera etkisinin
artmasında katkıda bulunabilmektedir. Böylece, sıcak atıksu deşarjı, atmosferin
daha fazla ısınarak iklimin değişikliğinin olumsuz etkilerini artırabilecek
önemli bir faktör oluşturabilmektedir. Bu nedenle, yeni deniz deşarjı
sistemlerinde gelişmiş tasarım yöntemlerinin kullanılması veya mevcut
tesislerde sistemin iyileştirilmesiyle sıcak atıksu seyrelme kapasitelerinin
artırılması iklim değişikliğinin azaltılmasına yardımcı olabilmektedir.
Bu tez çalışmasında, yatay
nozul ile gerçekleştirilen sıcak atıksu deniz deşarjlarının çarpma noktası
seyrelmelerinin artırılarak iklim değişikliğine katkısının azaltılması
hedeflenmiştir. Tez kapsamında,
durgun ve yoğunluk tabakası olmayan alıcı su ortamına önce geleneksel yatay
deşarj deliğinden +10°C sıcaklığı artırılmış sıcak atıksu deşarjının farklı
alıcı su ortam koşullarına göre çeşitli senaryolar oluşturulmuştur. Deşarj senaryolarına göre, atıksu jet geometrisi
ve çarpma noktası seyrelmesi, US EPA, VP-UM3 sayısal modeli kullanılarak incelenmiştir. Ardından, deşarj deliği düşey
yönlendirme açısı, çapı ve derinliği değiştirilerek seyrelme performansının
mevcut durumuna göre iyileştirme seçenekleri incelenmiştir. İncelenen deşarj delik
çapı 0,1m; 0,2m ve 0,5m, alıcı ortam yoğunluğu 1015-1035kg/m3 (tipik
değer 1025 kg/m3),
yoğunluksal Froude sayısı 20, deşarj deliği derinliği 10m-50m, deşarj deliği
düşey yönlendirme açısı (-80°)-(+80°), alıcı ortam sıcaklığı 15°C-25°C olarak
seçilmiştir. Çalışma
sonucunda aşağı yönlendirilen nozulun yatay deşarja göre çarpma noktası
seyrelmesini maksimum %6,27’e kadar artış gösterdiği belirlenmiştir. Yarıya
indirilen delik alanının aşağı yönlendirilmiş deşarj durumunda ise yatay
deşarja göre çarpma noktası seyrelmesinin maksimum %95,15’e kadar artış gösterebildiği
belirlenmiştir. Termal atıksu deşarjlarının çarpma noktası seyrelmelerindeki
bu artışlar, bu tesislerin küresel ısınmaya katkılarının azaltılmasında
yardımcı olabilecektir.