Geri Dön

Konvansiyonel yakıcılarda biyogaz yanma karakteristiklerinin analizi

Analysis of biogas combustion characteristics in conventional burner

PDF İndir

  1. Tez No: 449466
  2. Yazar: MURAT ŞAHİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 142

Özet

Bu çalışmada, mevcut konvansiyonel bir doğal gaz brülöründe, farklı bileşenlere sahip biyogazların yanma davranışlarını araştırılmıştır. Bu çalışmanın sayısal bölümünde, biyogaz yanma analizleri için CFD programı kullanılmıştır. CFD modellemeleri gerçekleştirmek için PDF Karışım / Fraksiyon yanma modeli, Standard k- türbülans modeli ve P-1 radyasyon modeli kullanılmıştır. Elde edilen sıcaklık ve emisyon dağılım değerleri yanma odası boyunca eksenel ve radyal yönlerde birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Bunlara ek olarak, ön ısıtma yakma havasının, biyogaz yanma alev sıcaklıklarına olan etkisi mevcut çalışmada araştırılmıştır. Son olarak, SO2 emisyonları üzerinde biyogazların içeriğindeki H2S miktarının etkisi bu öngörüler çerçevesinde incelenmiştir. Bu çalışmanın deneysel kısmında, biyogazlar yanma sisteminde mevcut bir doğal gaz brülörü tarafından yakılmıştır. Bu yakma sisteminin, yanma duvarında emisyon ve sıcaklık verilerini alabilmek için ölçüm bağlantı noktaları vardır. Yanma odası boyunca bu ölçüm noktalarından bir baca gazı analizörü vasıtasıyla eksenel ve radyal pozisyonlarda sıcaklık ve emisyon değerleri ölçülmüştür ve incelenmiştir. Tüm deneyler ve sayısal modellemeler gibi sayısal çalışmalarda 10 kW ısıl güç Ø = 0.83 bir eşdeğerlik oranı olarak incelenmiştir. Tüm deneysel sıcaklık ölçümleri ile sayısal sonuçlar tatmin edici iyi bir uyum içindedir. Deneysel sonuçlarda , % 65 metan içeren biyogazın yanma alev sıcaklığı 1386 K olduğu tespit edilmiştir ve bu değer en yüksek yanma alev sıcaklık değeri olarak ölçülmüştür. Aynı yakma koşullarında metan alevi (1467 K) ile karşılaştırıldığında, bu değer kadar yüksek ve kabul edilebilir olduğu söylenebilir. Diğer biyogaz sıcaklık değerleri, içeriğindeki metan yüzdesi miktarı bağlı olarak, bu biyogazların yanma alev sıcaklık değerleri daha az ölçülmüştür. Biyogazların metana göre daha düşük alev sıcaklıklarına bağlı olarak NOX düzeyleri (25 ppm altında) olduğu ölçülmüştür ve bu metanın yanma sonucu NOX emisyon sonuçlarına göre daha az olduğu sonucuna varılabilir. Ayrıca, yakıt içinde CO2 miktarına bağlı olarak(hacme göre en fazla % 43), yanma sonu ürünlerde CO2 emisyonlarının yüksek hacme neden olduğu kanıtlanmıştır.

Özet (Çeviri)

The combustion behaviours of biogases including different components have been experimentally and numerically investigated in an existing conventional natural gas burner in this study. In the numerical part of this study, combustions of biogases have been modelled by a CFD code. The PDF Mixture/Fraction combustion model, standard k- turbulence model and P-1 Radiation model have been used in order to perform the modellings. Temperature and emission gradients have been obtained at axial and radial directions in the combustor and compared each other. In addition to these studies, the effect of the preheated air on the flame temperatures of the biogases has been investigated within the present study. Finally, the effect of H2S amount in biogas on SO2 emissions has been investigated within these predictions. In the experimental part of this study, the biogases were burned by the existing natural gas burner in a combustion system. This combustion system has measuring ports on its combustor wall. Temperature and emission values have been measured and investigated on some axial and radial positions by using thermocouples and a flue gas analyzer throughout the combustion chamber via these measuring ports. All experiments have been studied for a thermal power of 10 kW and an equivalance ratio of Ø = 0.83 as with numerical studies as with the numerical modellings. All experimental temperature measurements are in satisfactorily good agreement with the numerical results. The experimental results show that the maximum temperature value was measured and determined to be 1386 K for the biogas flame containing methane up to 65%. This value is high enough and acceptable when it is compared with the methane flame at the same combustion conditions (1467 K). The temperature values of the other biogases are less than that of this biogas temperature values due to including amount of methane percentage. It can be concluded that the NOX levels (under 25 ppm) of the biogases are less than that of the methane flame because of their low flame temperatures. It can also be demonstrated that the presence of CO2 in the fuels (up to 43 % by volume) leads to a high volume of CO2 emissions in combustion products.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    733945

    Konvansiyonel yöntemle ve üç boyutlu yazıcılarda üretilen kaide materyallerinin bazı mekanik ve fiziksel özelliklerine termal siklusun etkisinin değerlendirilmesi

    Evaluation of the effect of thermal cycle on some mechanical and physical properties of base materials produced by conventional methods and 3d printers

    SEDA PEKTAŞ ÖZKAMALI

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Diş HekimliğiAnkara Üniversitesi

    Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASEMİN KESKİN

  2. Tez No

    562414

    Üç boyutlu yazıcılarla elde edilen tekstil yüzeylerinin performans ve konfor özelliklerinin incelenmesi

    Research on the performance and comfort properties of textile surfaces printed out from three-dimensional

    FATMA BULAT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Giyim EndüstrisiGazi Üniversitesi

    Tekstil Tasarım Ana Sanat Dalı

    DOÇ. DR. FATMA NUR BAŞARAN

  3. Tez No

    430277

    Metal Yakıcı Yüzeylerde, Yanma Modellenmesinin Teorik Ve Deneysel Araştırılması

    THEORETICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF COMBUSTION MODELING AT METAL BURNER SURFACES

    ALİ ABDULKARİM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriSelçuk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEMAL ALTINIŞIK

    YRD. DOÇ. DR. ALİ ATEŞ

  4. Tez No

    507874

    Investigation of the effects of industrial gas burner modifications on emissions and efficiency

    Endüstriyel gaz brülör modifikasyonlarının emisyonlar ve verim üzerindeki etkilerinin incelenmesi

    MURAT UMUT YANGAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimya MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKÇEN ALEV ÇİFTÇİOĞLU

    PROF. DR. MEHMET ARİF NEŞET KADIRGAN

  5. Tez No

    439547

    Gemi kıçındaki akım ayrılmasının girdap yapıcılar aracılığıyla kontrolü

    Separation control on stern of a ship by vortex generators

    TALAT GÖKÇER CANYURT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. UĞUR ORAL ÜNAL

Geri Dön