Yanma gazları ve emisyon karakteristiklerinin ısıl performans üzerine etkilerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: SEMİH YILMAZ

Danışman: DİLEK KUMLUTAŞ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu doktora tezi, emisyonlar ve alev sıcaklıkları gibi yanma ile ilgili parametreleri teorik ve sayısal yöntemlerle araştırmak için farklı yanma modellerinin kullanımını ele almaktadır. Tezin temel amacı, yoğuşmalı bir kazan ünitesinde yanma baca gazlarının ve emisyon özelliklerinin ısıl performans üzerindeki etkilerini incelemektir. Gibbs enerji minimizasyonu ve denge sabiti yöntemlerine dayalı olarak sayısal kodlar geliştirilmiştir. Adyabatik alev sıcaklıkları ve farklı eşdeğerlik oranlarındaki emisyonların elde edilmesi için teorik araştırmalar yapılmıştır. CO ve NOx emisyonları sırasıyla ϕ = 0.9 ve ϕ = 0.85 değerleri civarında en yüksek değerlere ulaşmaktadır. ϕ= 0.6 – 0.9 aralığında, modelde oluşan sapmalar %1'in oldukça altında olacak şekilde gerçekleşmiştir. Türlerin taşınımı (ST) yaklaşımı ile sayısal yanma bölgesi için HAD analizleri gerçekleştirilmiştir. Giriş hızı ve sıcaklığın akış ve yanma karakteristikleri üzerindeki etkileri parametrik olarak incelenmiştir. Yanma bölgesi boyunca hız ve sıcaklık değişimleri, çıkış bölgesinde ise CO ve NO emisyonları elde edilmiştir. Önkarışımlı gaz giriş hızındaki değişiklikler, baca gazlarının yanma odasında kalma süresini, ortalama sıcaklığını, CO ve NO emisyonlarını etkilediği görülmüştür. Hız profili alev ve emisyonlar için etkilidir. Emisyonlar açısından, gaz hızındaki artışla birlikte çıkış CO emisyonlarında önemli bir artış meydana gelmiştir. Ortalama sıcaklıklardaki artışla birlikte NO emisyonlarında artış gözlenmiştir. Baca gazlarının kalış süresinin kısalması ile NO emisyonları azalmıştır. Bu tezin bulguları, önerilen yöntemlerin akış ve yanma özelliklerini tahmin ederek tasarım iyileştirmelerinde ve kirletici emisyonları azaltmada kullanılabileceğini göstermektedir.