Konut tipi set üstü ocakta farklı oranlardaki hidrojen ve doğalgaz karışımının yanma emisyonları üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of hydrogen and natural gas mixtures in different ratios on combustion emissions in a residential cooktop burner
- Tez No: 929298
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİT ARAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Bu çalışma, fosil yakıt kullanımının çevresel etkilerini azaltmak için alternatif bir enerji çözümü sunmayı amaçlamakta ve hidrojen-doğalgaz karışımlarının emisyon özelliklerini incelemektedir. Hidrojen, karbon içermeyen yapısı sayesinde çevre dostu bir yakıt adayı olarak öne çıkmaktadır. Bu bağlamda, %0 ila %30 arasında değişen hidrojen oranlarına sahip çeşitli doğalgaz-hidrojen karışımları hazırlanmış ve laboratuvar koşullarında yanma analizleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler, kütlesel akış kontrol (MFC) sistemleri kullanılarak hassas bir şekilde ayarlanan gaz karışımlarının konut tipi set üstü ocakta yakılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Yanma emisyonları baca gazı analiz cihazı ile ölçülmüştür. Ayrıca, deney ortamındaki atmosfer basıncı ve bağıl nem BME280 sensörü ile sürekli izlenirken, ortam sıcaklıkları DS18B20 sıcaklık sensörleri ile kaydedilmiştir. Toplanan veriler, Arduino Uno kontrol kartı aracılığıyla bilgisayara aktarılmış ve Python tabanlı bir arayüz üzerinden gerçek zamanlı olarak izlenmiş ve kaydedilmiştir. Çalışma sonucunda, hidrojen oranının %0'dan %15'e kadar artırılmasıyla CO emisyonlarında genel bir azalma kaydedilmiştir. Bu durum, hidrojenin daha temiz bir yanma sağlayarak karbon bazlı yanma ürünlerini sınırlamasıyla açıklanabilir. Ancak, %15'in üzerindeki hidrojen oranlarında CO emisyonlarında bir artış eğilimi gözlenmiştir. Karbon dioksit (CO2), azot monoksit (NO) ve azot oksitler (NOx) emisyonlarında genel bir azalma eğilimi gözlenirken, azot dioksit (NO2) emisyonlarında belirgin bir artış kaydedilmiştir. Bunun yanı sıra, hidrojen oranının artması net verim değerlerinde bir düşüşe neden olmuş, ancak lambda değerleri ve baca gazındaki oksijen içeriği artış göstermiştir. Çiğ noktası sıcaklığı genel olarak bir düşüş eğilimi sergilerken, baca gazı sıcaklığı dalgalı bir seyir izlemiştir.
Özet (Çeviri)
This study aims to propose an alternative energy solution to mitigate the environmental impacts of fossil fuel usage by investigating the combustion emission characteristics of hydrogen-naturalgas mixtures. Hydrogen emerges as a promising environmentally friendly fuel candidate due to its carbon-free composition. In this context, various naturalgas-hydrogen mixtures with hydrogen ratios ranging from 0% to 30% were prepared, and combustion analyses were performed under laboratory conditions. The experiments were conducted using aresidential cooktop burner, where the gas mixtures were precisely regulated by mass flow-controlled (MFC) systems. Emissions, generated during the combustion process were measured using a flue gas analyzer. Additionally, atmospheric pressure and relative humidity in the experimental environment were continuously monitored with a BME280 sensor, while ambient temperatures were recorded using DS18B20 temperature sensors. The collected data were transmitted to a computer via an Arduino Uno control board, enabling real-time monitoring and recording through a Python-based interface. The study observed a general decrease in CO emissions as the hydrogen ratio increased from 0% to 15%. This can be attributed to hydrogen enabling cleaner combustion, thereby limiting carbon-based combustion products. However, at hydrogen ratios exceeding 15%, an upward trend in CO emissions was noted. While carbon dioxide (CO₂), nitrogen monoxide (NO), and nitrogen oxides (NOₓ) emissions generally decreased, there was a significant increase in nitrogen dioxide (NO₂) emissions. Additionally, higher hydrogen ratios led to a reduction in net efficiency values, whereas lambda values and oxygen content in the flue gas increased. The dew point temperature generally exhibited a decreasing trend, while the flue gas temperature fluctuated.
Benzer Tezler
- Development of a home energy management system to increase renewable self-consumption in households considering demand-side flexibility
Talep tarafı esnekliği dikkate alınarak konutlarda yenilenebilir öz tüketimi artırmaya yönelik bir ev enerji yönetim sistemi geliştirilmesi
ANIL CAN DUMAN
Doktora
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- 5 eksenli çapak alma robotunun kontrolü
Control of 5 axis deburring robot
HATİCE AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN PARLAKTUNA
- Numerical investigation of maneuvering performance of monohull and multihull marine vessels
Tek gövdeli ve çok gövdeli deniz araçlarının manevra performansının sayısal incelenmesi
SÜLEYMAN DUMAN
Doktora
İngilizce
2022
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Risk yönetim aracı olarak opsiyonlar ve risk yönetim stratejilerinin İMKB'de uygulanması
As A risk management tools; options and application of risk management stratejies in İMKB
METİN COŞKUN
- Development of experimental captive and free-running manoeuvring systems and their cross-validation
Çekme ve takip modlu manevra deney sistemlerinin geliştirilmesi ve bunların kıyaslamalı doğrulaması
MÜNİR CANSIN ÖZDEN
Doktora
İngilizce
2021
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN
PROF. DR. KADİR SARIÖZ