Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Çağrı TÜMER
Danışman: Serhat Karyeyen
Özet:
Dünya genelinde enerji ihtiyacındaki artış ve fosil enerji kaynaklarının tükeniyor olması sebebiyle kaynakların daha verimli kullanılması gerekmektedir. Kullanılan kaynakların çevreye olan zararları ise enerji ihtiyacındaki artış ile paralel olarak artmakta ve geri dönülemez zararlara sebep olmaktadır. Çalışmada yanma sonucunda ortaya çıkan emisyonları azaltmak ve dolayısıyla yakıtların çevreye olan zararlarını azaltmak amacıyla renksiz dağıtılmış yanma yöntemi kullanılmıştır. Tasarlanmış olan yanma odası içerisine ön karışımlı olarak yakıt-hava karışımı gönderilmiştir. İki farklı koşul altında hava fazlalık katsayısının (λ) da etkisi araştırılmıştır. Çalışma yapılırken öncelikle yanma reaksiyonu hesaplanmıştır. Hava içerisindeki molce %21 O2 konsantrasyonu, %19, %17 ve %15 olacak şekilde N2 ile seyreltilerek renksiz dağıtılmış yanma şartları uygulanmıştır. Modellemeler için hava fazlalık katsayısı öncelikle λ=1,2 kabul edilmiş ve bu şartlar sonucunda ortaya çıkan sonuçlar değerlendirilmiştir. Ardından, hava fazlalık katsayısı λ=1,7 olarak değiştirilmiş ve hava fazlalık katsayısının renksiz dağıtılmış yanma şartlarına olan etkileri incelenmiştir. Model ve reaksiyon sonucu doğrulaması için önceki modelleme sonuçları ile karşılaştırma yapılmış ve uyum tespit edilmiştir. 10 kW ısıl güç (yaklaşık 70 MW/m3.atm ısıl yoğunluk) sınır şartlarında modellemeler yapılmıştır. Çalışma sonucunda yanma odası içerisindeki hızlarda düşüş, hızların düşüşüne bağlı olarak iç resirkülasyonun artması, bununla orantılı olarak da reaksiyon hızı yavaşlayarak ani yüksek sıcaklık bölgelerinin oluşmaması beklenmektedir. Yüksek sıcaklık bölgelerinin oluşmaması ile paralel olarak NOx emisyonlarında düşüş, reaksiyon hızının yavaşlaması ile de yanma odası içerisinde yanmamış karbonların tekrar reaksiyona katılması ile CO ve CO2 emisyonların düşüş beklenmektedir. Sonuçlar irdelendiğinde, renksiz dağıtılmış yanma ile, özellikle gaz türbinlerinin ve/veya uçak motorlarının yanma odaları için oldukça önemli olan daha homojen bir sıcaklık dağılımı elde edilirken CO2, NOX ve CO emisyonlarında önemli derecede azalmalar gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler : Renksiz dağıtılmış yanma, ultra düşük emisyon, ön karışımlı yakıcı, hesaplamalı akışkanlar dinamiği