Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Sezgin TAŞDEMİR
Danışman: Serhat Karyeyen
Özet:
Gittikçe artan enerji ihtiyacından dolayı küresel bir tehditle karşı karşıya kalan dünyada,
sahip olunan enerji kaynakları verimli kullanılmalıdır. Fosil yakıt olan kömür rezervleri
ülkemizde de fazlaca bulunmasına rağmen, kömürün taşınma zorluğu, yakıcı maliyeti,
yanma sonu kirletici emisyon fazlalığı nedeniyle doğrudan kullanılması elverişli
olmayabilir. Yanma şartları daha kolay olan gaz yakıtların kirletici emisyon değerlerinin
de daha az olmasından dolayı bu çalışmada katı yakıt olan kömürün koklaştırılmasından
elde edilen yan ürün kok fırını gazı kullanılmıştır. Kok fırını gazı 10 kW ısıl güce sahip bir
yakıcıda, hava fazlalık katsayısı λ = 1,2 şartlarında tüketilmiştir. Ayrıca ön karışımsız
yakıcıya göre hava-yakıt karışımını daha çok artıran ve dinamik basınç değişimlerini
azaltan ön karışımlı yakıcının, yanma sonu oluşan NO emisyon seviyesini ve yanma
gürültüsünü azaltacağı beklentisiyle bu çalışmada yakıt ön karışımlı olarak tüketilmiştir.
Daha ekonomik ve enerji tasarrufu olması açısından yanma simülasyonları kullanmak yeni
bulgulara kılavuzluk sağlayabilir. Bu amaçla deney düzeneği ticari bir HAD kodu ile üç
boyutlu olarak modellenmiştir. Eddy Dissipation Concept yanma modeline GRI-Mech 3.0
kimyasal kinetiği yardımıyla oluşturulan 162 basamaklı reaksiyonlar entegre edilmiştir.
Standard k-Ɛ türbülans modeli ve P-1 radyasyon modeli de sisteme dahil edilerek yanma
sonu oluşan sıcaklık ile NO değerleri deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve iyi bir
benzerlik yakalanmıştır. Yüksek oranda H2 içeren kok fırını gazının, yanma sırasında
yüksek oranda NOX oluşturacağı beklentisine karşı, renksiz dağıtılmış yanma yöntemi
üzerinde de irdeleme yapılmıştır. Bu yöntem uygulanırken, hava içerisindeki O2 oranı
%21’den azalacak şekilde N2 veya CO2 seyrelticileri artırılarak sıcaklık dağılımı, yanma
sonu oluşan NO, CO ve CO2 emisyonları incelenmiştir. Sonuçlarda daha düşük maksimum
sıcaklık ve daha homojen termal alanın elde edildiği, NO seviyelerinde önemli ölçüde
düşüşün olduğu görülmüştür. Seyreltici olarak CO2 kullanmanın sıcaklık dağılımı ve NO
azalması açısından daha etkili olduğu, CO azalması açısından ise N2 ile seyreltmenin daha
etkili olduğu sonucuna varılmıştır.
Anahtar Kelimeler : Kok fırını gazı, renksiz dağıtılmış yanma, ön karışımlı yakıcı,
hesaplamalı akışkanlar dinamiği