Model bir yakıcıda hidrojen-metan karışımının yanmasının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigations of hydrogen-methane combustion in a model combustor
- Tez No: 196822
- Danışmanlar: PROF.DR. MUSTAFA İLBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yanma odası, hidrojen, metan, kompozit yakıt, Combustion chamber, hydrogen, methane, composite fuel
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 185
Özet
iiiMODEL BİR YAKICIDA HİDROJEN-METAN KARIŞIMININ YANMASININSAYISAL VE DENEYSEL İNCELENMESIİlker YILMAZErciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri EnstitüsüDoktora Tezi, Aralık 2006Tez Danışmanı: Prof. Dr. Mustafa İLBAŞÖZETBu tez çalışmasında, hidrojen-metan karışımlı kompozit yakıtların yanma ve emisyonperformansı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada, krom-nikelçelikten imal edilmiş model bir yanma odasının farklı eksenel mesafelerinden açılanölçüm yerlerinden radyal sıcaklık dağılımları belirlenmiştir. Deneylerde farklımiktarlarda hidrojen içeren iki kompozit yakıt (M70H30, M30H70), iki farklı ısıl güç(40 ve 60 kW) ve iki farklı hava fazlalık değeri (λ=1,2 ve λ=1,7) kullanılmıştır.Deneysel çalışmada, hidrojen miktarının artması ile maksimum alev sıcaklığının arttığı,CO miktarının azaldığı ve H2O miktarının arttığı belirlenmiştir. Ayrıca, tüm deneylerdehava fazlalık değerinin artması ile alev sıcaklığı azalmıştır. Çalışmada kullanılandoğalgaz brülöründe kompozit yakıt (M70H30 ve M30H70) başarılı bir biçimdeyakılmıştır. Bu çalışmada kullanılan kompozit yakıtlar için en uygun hava fazlalıkdeğerinin 40-60 kW ısıl güç şartlarında 1,2 olduğu belirlenmiştir.Deneysel çalışmalardan önce yukarıda belirtilen kompozit yakıtlar ve farklı hidrojenyüzdesine sahip çok geniş karışım oranlı hidrojen-metan kompozit yakıtlarınyanmasının sayısal simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Sayısal simülasyonda elde edilentahmin sonuçlarının deneysel verilerle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Simülasyondakullanılan yanma model sabiti A'nın değerinin 1'e yakın alındığında deneysel değerleredaha yakın sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca % 70'den daha az miktarda hidrojen içerenkompozit yakıtın gaz brülörlerinde ve yakıcılarda önemli herhangi bir düzenlemeyegerek kalmadan verimli olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
ivNUMERICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF HYDROGEN-METHANE COMBUSTION IN A MODEL COMBUSTORİlker YILMAZErciyes University, Graduate School of Natural and Applied SciencesPh. D. Thesis, December 2006Thesis Supervisor: Prof. Dr. Mustafa İLBAŞABSTRACTIn this thesis, the combustion and emission performances of the combustion ofhydrogen-methane blending composite fuels have been investigated experimentally andnumerically. In experimental study, radial temperature distributions have beendetermined in measurement ports from different axial positions of a model combustionchamber manufactured chrome-nickel steel. Two composite fuels (M70H30, M30H70)including different amounts of hydrogen, two different thermal powers (40 and 60kW) and two different excess air values (λ=1,2 and λ=1,7) have been used inexperiments. It is determined that maximum flame temperature increases, CO emissiondecreases and H2O emission increases with increasing of hydrogen amount inexperimental study. Also, the flame temperature decreased with the increase of excessair value in all experiments. Composite fuels (M70H30 and M30H70) have beensuccesfully fired in natural gas burner used in the study. The most suitable excess airvalue has been determined as to be 1.2 for 40-60 kW thermal power conditions.Before the experimental studies, the numerical simulations have been performed forcombustion of above stated composite fuels and fuels having different hydrogenpercentage. It is determined that experimental results are in good agreement with thepredicted results from the numerical simulations. It is obtained that the numerical resultsare very similar to experimental values, when the combustion model constant A isabout 1. It is also determined that composite fuel (especially below 70 % hydrogen) canbe used productively without any important modification in gas burners and combustors(natural gas, lpg etc.).
Benzer Tezler
- Hesaplamalı akışkanlar dinamiği metodu ile bir hidrojen yakıcısının soğuk akış model parametrelerinin incelenmesi
Examination of hydrogen burner cold flow model parameters by applying computational fluid dynamics method
MUHAMMED EMİN DİKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN MİDİLLİ
- Investigations on the effects of conical bluff body geometry on nonpremixed methane flames
Konik küt cisim yakıcı geometrisinin ardında oluşan önkarışımsız metan alevlerine etkisinin araştırılması
ALPER ATA
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS BEDİİ ÖZDEMİR
- Metan ve metan-hidrojen karışımı yakıtların kullanıldığı gaz türbinlerinde yanmanın ve azot oksit oluşumunun modellenmesi
Modelling of combustion and nitrogen oxide formation in gas turbines using methane and methane-hydrogen blend fuels
MURAT GÖKÇEK
Doktora
Türkçe
2008
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞÜKRÜ BEKDEMİR
YRD. DOÇ. DR. HASAN HÜSEYİN ERDEM
- Geliştirilen bir yakıcıda kömür gazlarının yanma karakteristiklerinin deneysel ve sayısal olarak araştırılması
Experimental and numerical investigations of combustion characteristics of coal gases in a developed combustor
SERHAT KARYEYEN
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ
- Renksiz dağıtılmış yanma şartlarında seyrelticinin yanma karakteristiklerine etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical analyses of diluent effect on combustion characteristics under colorless distributed combustion conditions
KENAN BİLGİN KEKEÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT KARYEYEN