Gaz türbinlerinde yanma odalarının teorik incelenmesi ve nümerik olarak modellenmesi
Theoretical investigation and numerical modelling of gas turbine combustion chambers
- Tez No: 406546
- Danışmanlar: PROF. DR. YASİN ÜST
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Günümüzde gaz türbinlerinin, alternatiflerine nazaran yapısının daha basit olması, hafifliği, güvenilirliği, maliyetinin düşüklüğü, çok çeşitli yakıt kullanabilmesi ve temiz enerji kaynaklarıyla uyumlu çalışabilmesi gibi özelliklerinden dolayı gaz türbinleri, enerji üretiminde çok önemli bir konuma gelmiştir. Bununla birlikte gaz türbinleri yanma odası üzerine büyük bir ilgi oluşmuştur. Bunlar arasında yanma odasının yanma performansının arttırılması ve yanma ile oluşacak NOX, SOX, CO ve CO2 emisyonlarının azaltılma ihtiyacı büyük bir önem taşımaktadır. Bu nedenle bu tezde, boru tipli bir gaz türbini yanma odası için Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği esaslı modelleme tekniği kullanılarak 2 boyutlu yanma modeli oluşturulmuştur. Yanma modeli metan, etan ve propan yakıtlarının iki basamaklı yanma reaksiyonu ve girdap ayrışma modeli kullanılarak oluşturulmuştur. Türbülans modeli olarak standart k-ԑ modeli, radyasyon modeli olarak da P-1 Model'i kullanılmıştır. Bu çalışmada öncelikle 30 kW'lık ısıl güce sahip bir yakıcıda metan gazının farklı ekivalans oranlarındaki yanma işlemleri modellenmiştir. Bu modellerde sırasıyla 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 ve 1 ekivalans oranlarındaki yanma sonuçlarındaki sıcaklık dağılımları ve NOX oluşumları incelenmiştir. Sonra gaz türbinlerinin yanma odasında soğutma havası ve radyasyonla ısı transferi etkisinin sonuçları incelenmiştir. Ayrıca ısıl gücün yanma üzerindeki etkilerini incelemek için 50 kW'lık ısıl güce sahip bir yakıcı ile sonuçlar kıyaslanmıştır. Çok çeşitli yakıt yelpazesine sahip olan gaz türbinleri için metan, etan ve propan yakıtlarının yanmasıyla oluşan sıcaklık değerleri ve NOX emisyonları incelenmiştir. Gaz türbinlerinde NOX ve CO emisyonları için oluşturulmuş analitik yaklaşımlar üzerinde durularak birkaç yaklaşım ile sayısal simülasyonun sonuçları karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Nowadays gas turbines, with simple construction, light weight, high reliability, low cost, versatile fuel operation and compatibility to clean energy resources, gained an important place in energy production area. But also, significant attention is paid to gas turbine combustion chambers to improve combustion performance of combustor and for need to reduce combustion emissions, namely NOX, SOX, CO and CO2, of great importance. In this thesis, a 2-dimensional combustion model based on computational fluid dynamics is developed considering a can-type gas turbine combustor. Combustion model is composed of two step combustion reaction mechanisms of methane, ethane, propane fuels and Eddy Dissipation flow model, standard k-ε turbulence model and P-1 radiation heat transfer model. In this study, firstly, combustor of 30 kW thermal power is modelled for combustion process analyses of methane at different equivalence ratios. NOX emission and temperature distributions in the combustor are investigated at different equivalence ratios, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 and 1, respectively. Then, investigation of cooling air effect and heat transfer with radiation effect in gas combustor is carried out. Besides, to investigate the effect of thermal power on combustion, output data of a 50 kW thermal power combustor is used for comparison. Later on, temperatures and NOX emission levels of gas turbines operating with several fuels, considering methane, ethane and propane, are investigated. Also, recent analytic investigations applied to gas turbines for NOX and CO emissions are considered and investigation outputs are compared with calculated numerical simulation results.
Benzer Tezler
- Silindirik yanma odalarında sıcaklık dağılımının bilgisayar yardımıyla hesaplanması
Calculation of the temperature distribution at cylindrical combustion chambers by using a computer program
İLHAMİ ALTINOK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN
- Sürekli yanma odalarında alev çıkış sıcaklığına etkiyen çeşitli parametrelerin analizi
An Analysis of various parameters effecting the flame exit temperature in continous combustion chambers
ANIL KAREL
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MECİT SİVRİOĞLU
- Lantan zirkonat esaslı termal bariyer kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of lanthanum zirconate based thermal barrier coatings
MUHAMMET KARABAŞ
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL YILMAZ TAPTIK
- Derecelendirilmiş mullit esaslı çevresel bariyer kaplamaların üretimi ve termal davranışının incelenmesi
Graded mullite based environmental barrier coatings producti̇on and thermal behavior investigation
ESAT ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GARİP ERDOĞAN
- Performance evaluatıon of a staged combustıon cycle lıquıd rocket engıne rs-25 usıng a dıgıtal twın approach ın sıemens amesım
Siemens amesim ortaminda sayisal ikiz yaklaşimiyla rs-25 kademeli yanma çevrimli sivi yakitli roket motorunun performans değerlendirmesi
YASİR ŞİMES
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL