Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Öğrenci: MURAT ŞAHİN
Danışman: MUSTAFA İLBAŞ
Özet:Bu çalışmada, mevcut konvansiyonel bir doğal gaz brülöründe, farklı bileşenlere sahip biyogazların yanma davranışlarını araştırılmıştır. Bu çalışmanın sayısal bölümünde, biyogaz yanma analizleri için CFD programı kullanılmıştır. CFD modellemeleri gerçekleştirmek için PDF Karışım / Fraksiyon yanma modeli, Standard k- türbülans modeli ve P-1 radyasyon modeli kullanılmıştır. Elde edilen sıcaklık ve emisyon dağılım değerleri yanma odası boyunca eksenel ve radyal yönlerde birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Bunlara ek olarak, ön ısıtma yakma havasının, biyogaz yanma alev sıcaklıklarına olan etkisi mevcut çalışmada araştırılmıştır. Son olarak, SO2 emisyonları üzerinde biyogazların içeriğindeki H2S miktarının etkisi bu öngörüler çerçevesinde incelenmiştir. Bu çalışmanın deneysel kısmında, biyogazlar yanma sisteminde mevcut bir doğal gaz brülörü tarafından yakılmıştır. Bu yakma sisteminin, yanma duvarında emisyon ve sıcaklık verilerini alabilmek için ölçüm bağlantı noktaları vardır. Yanma odası boyunca bu ölçüm noktalarından bir baca gazı analizörü vasıtasıyla eksenel ve radyal pozisyonlarda sıcaklık ve emisyon değerleri ölçülmüştür ve incelenmiştir. Tüm deneyler ve sayısal modellemeler gibi sayısal çalışmalarda 10 kW ısıl güç Ø = 0.83 bir eşdeğerlik oranı olarak incelenmiştir. Tüm deneysel sıcaklık ölçümleri ile sayısal sonuçlar tatmin edici iyi bir uyum içindedir. Deneysel sonuçlarda , % 65 metan içeren biyogazın yanma alev sıcaklığı 1386 K olduğu tespit edilmiştir ve bu değer en yüksek yanma alev sıcaklık değeri olarak ölçülmüştür. Aynı yakma koşullarında metan alevi (1467 K) ile karşılaştırıldığında, bu değer kadar yüksek ve kabul edilebilir olduğu söylenebilir. Diğer biyogaz sıcaklık değerleri, içeriğindeki metan yüzdesi miktarı bağlı olarak, bu biyogazların yanma alev sıcaklık değerleri daha az ölçülmüştür. Biyogazların metana göre daha düşük alev sıcaklıklarına bağlı olarak NOX düzeyleri (25 ppm altında) olduğu ölçülmüştür ve bu metanın yanma sonucu NOX emisyon sonuçlarına göre daha az olduğu sonucuna varılabilir. Ayrıca, yakıt içinde CO2 miktarına bağlı olarak(hacme göre en fazla % 43), yanma sonu ürünlerde CO2 emisyonlarının yüksek hacme neden olduğu kanıtlanmıştır.