Geri Dön

Gaz türbinlerinde yanma odalarının teorik incelenmesi ve nümerik olarak modellenmesi

Theoretical investigation and numerical modelling of gas turbine combustion chambers

  1. Tez No: 406546
  2. Yazar: İBRAHİM ÖZSARI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YASİN ÜST
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    1997

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN

  2. 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

    Türkçe

    1990

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MECİT SİVRİOĞLU

  3. Lantan zirkonat esaslı termal bariyer kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of lanthanum zirconate based thermal barrier coatings

    MUHAMMET KARABAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL YILMAZ TAPTIK

  4. Biyokütle yakıtlı bir birleşik gaz-buhar güç çevrimitasarımı

    Design of a combined gas-steam power cycle with biomass fuel

    SİNA DEKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN TOPAL

  5. Çapraz akıştaki türbülanslı jet akışlarının deneysel ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi

    Experimental and computational fluid dynamics analysis of turbulent jet in crossflow

    SEYFETTİN BAYRAKTAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Mühendislik BilimleriYıldız Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TAMER YILMAZ