Investigation of the effects of combustion gases and emission characteristics on thermal performance
Yanma gazları ve emisyon karakteristiklerinin ısıl performans üzerine etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 833545
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK KUMLUTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 171
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.
Özet (Çeviri)
This doctoral thesis addresses the use of combustion models to investigate combustion and flow characteristics with theoretical and numerical methods. The main objective of the thesis is to investigate the effects of combustion flue gases and emission characteristics on thermal performance in a condensing boiler. Numerical codes have been developed on the basis of Gibbs energy minimization and equilibrium constant approaches. Theoretical investigations were implemented to obtain adiabatic flame temperatures and emissions with different equivalence ratios. CO and NO emissions reach peak values near ϕ = 0.9 and ϕ = 0.85, respectively. The model variations are obtained considerably below 1% in the range of ϕ= 0.6 - 0.9. Computational fluid dynamics (CFD) analyses were accomplished with Species transport (ST). The premixed gas inlet conditions effects on combustion and flow characteristics were examined parametrically. Variations of velocity and temperature along the combustion domain and CO and NO emissions were obtained. Variations in premixed gas inlet velocity directly affect the mean flue gas temperature and residence times, CO and NO emissions. The velocity profile is effective for flame and emissions. In terms of emissions, a substantial escalation occurs in outlet CO emissions with the increase in gas velocity. A rise in NO emissions was observed with the increase in average temperatures, and a decrease in NO emissions was observed with reducing residence time. The findings of this thesis suggest that the proposed methods can be used in design improvements and in reducing pollutant emissions by predicting flow and combustion characteristics.
Benzer Tezler
- Sabit yataklı yakma sistemlerinde yanmada kömür neminin emisyonlara etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigations of effect of moisture on the emissions in fixed bed compustion appliances
NALAN ERDÖL AYDIN
- Bir dizel motorunda lpg-dizel çift yakıt karışımları+egr'nin performans ve emisyon karakteristiklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of lpg-diesel dual fuel mixtures+egr on performance and emission characteristics in a diesel engine
SEMİH ALİUSTAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEZİR AYHAN
- Sentetik yakıtların yanma kararsızlığına manyetik alan etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of magnetic field effects on combustion stability of synthetic fuels
OZAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Sivil HavacılıkErciyes ÜniversitesiSivil Havacılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT TAŞTAN
PROF. DR. İLKER YILMAZ
- Hidrojenle zenginleştirilmiş biyodizel-dizel yakıt karışımı ile beslenen bir motorda yanma, performans, emisyon ve titreşim karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of combustion, performance, emission and vibration characteristics of an engine fueled with a hydrogen-enriched biodiesel-diesel fuel blend
NECDET ALÇELİK
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiDüzce ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT SARIDEMİR
- Trimetil borat katkılı yakıtların yanma karakteristiklerinin yakma sistemlerinde incelenmesi
Investigation of the combustion characteristics of trimethyl borate additive fuels in combustion systems
AYŞE GİZEM ÖZGÜNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiTarsus ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ALPER YONTAR