Investigation of a gas-turbine cycle environmental emission and thermal efficiency by mass and heat recirculations strategies
Bir gaz türbini çevrimi çevresel emisyonunun ve ısı veriminin kütle ve ısı geri dönüşüm stratejilerine göre incelenmesi
- Tez No: 940374
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YASER ALAIWI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Gaz türbini çevrimi, bir gaz türbini kullanarak termal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren bir enerji üretim yöntemidir. Yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıkta gazlar üreten bir kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz sistemi içerir. Gaz türbini çevrimleri, enerji üretiminde, uçak tahrikinde, petrol ve gaz üretiminde ve özellikle gücün hızla artırılması ve azaltılmasını gerektiren uygulamalar için pik tıraşlamada kullanılır. Isı devridaimi, karşı akışlı, çapraz akışlı ve geri kazanıcılar gibi çeşitli tipteki ısı eşanjörlerini kullanarak, ısı kayıplarını azaltarak termal verimliliği artırmak için egzoz gazı atık ısısının yeniden kullanılmasını içerir. Kütle devridaimi sıvı akış hızını artırır, döngü performansını artırır ve yanma sıcaklığını düşürerek emisyonları azaltır, böylece NOx gibi kirletici maddelerin oluşumunu azaltır. Gaz türbini, enerji üretimi, proses tesisleri, petrol ve gaz, havacılık ve yerel sektörler gibi çeşitli hayati sektörlerde uygulama alanı bulan, son derece uyarlanabilir bir turbo makinedir. Başlıca işlevleri arasında havayı sıkıştırmak ve yakıt yanmasını başlatmak yer alır. Gaz türbinleri az yer kaplaması, hızlı devreye girmesi ve diğer ünitelerle entegrasyonu nedeniyle elektrik üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çalışmada, kabuk ve borulu ısı değiştiriciyi simüle etmek için ANSYS ve SolidWorks yazılımı kullanıldı. ANSYS özelliğinde 2090107 mesh ve tetrahedral ile. Ayrıntılı 3D modelleme, simülasyon ve teknik dokümantasyon oluşturulmasına olanak tanıyarak havacılık ve savunma gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmasını sağlar. Biri üç boru üzerinde, diğeri beş boru üzerinde çalışan iki farklı ısı eşanjörü kullanıldığında ve ara bariyerlerin altı, sekiz ve on kez olduğu durumlar da dahil olmak üzere çok sayıda senaryoda ara bariyerler değiştirildiğinde. Isı değiştirici girişinin parametreleri, kompresör boyunca 745, 916 ve 1055 santigrat derece olarak alınan sıcaklık farkının yanı sıra 120 kPa'yı temsil eden basınç değerini içeren EES programının girişlerine bağlıdır. 100kPa. Sonuçlar, saptırma plakalarının sayısı, sıcaklık derecesi ve borulardaki artışın sistem performansında artışa yol açtığını, basınçtaki artışın ise akışkan hızında artışa ancak eşanjörün termal davranışında azalmaya neden olduğunu göstermektedir. Sistemin toplam enerjisi 62,57 kW olup, en yüksek sıcaklık olan 471,3 oC'yi elde ederken, aynı sıcaklıkta sistemin enerjisi 60,42'dir.
Özet (Çeviri)
This The gas-turbine cycle is a power generation method that converts thermal energy into mechanical energy using a gas turbine. It involves a compressor, combustion chamber, turbine, and exhaust system, generating high-pressure, high-temperature gases. Gas-turbine cycles are utilized in power generation, aircraft propulsion, oil and gas production, and peak shaving, particularly for applications requiring rapid power ramp-up and ramp-down. Heat recirculation involves reusing exhaust gas waste heat to boost thermal efficiency by reducing heat losses, using various types of heat exchangers like counterflow, crossflow, and recuperators. Mass recirculation increases fluid flow rate, improves cycle performance, and reduces emissions by lowering combustion temperature, thereby reducing the formation of pollutants like NOx. The gas turbine is a highly adaptable turbomachinery that finds application in various vital sectors such as power generation, process plants, oil and gas, aviation, and domestic sectors. Its primary functions include compressing air and initiating fuel combustion. Gas turbines are commonly used for electricity production due to their small footprint, quick start-up, and integration with other units. The study used ANSYS and SolidWorks software to simulate a shell and tube heat exchanger. With 2090107 mesh and tetrahedral in ANSYS property. It allows detailed 3D modeling, simulation, and technical documentation generation, making it widely used in industries like aerospace and defense. When two different kinds of heat exchangers, one that operates on three tubes and the other on five tubes, were employed, and where the intermediate barriers were altered in numerous scenarios, including once when the intermediate barriers were six, eight, and ten times. The parameters of the heat exchanger input depend on the inputs of the EES program, which includes the temperature difference across the compressor, which was taken as 745, 916, and 1055 degrees Celsius, as well as the pressure value, which represents 120 kPa and 100 kPa. Results shows that the increasing in baffles number, temperature degree and pipes leads to increase in the system performance while the increasing in pressure causing increasing in the fluid velocity but decreasing in thermal behaviour of exchanger. The system overall energy is 62.57 kW which obtained highest temperature of 471.3 oC, while the energy of the system is 60.42 at the same temperature.
Benzer Tezler
- Deniz tipi karbon tutum sistemlerinin incelenmesi
Investigation of marine type carbon capture system
ENGİN GÜLER
Doktora
Türkçe
2025
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Demir çelik sektöründe tav fırını atık enerjisinden güç üreten sistemlerle enerji geri kazanım potansiyelinin araştırılması
Investigation of energy recovery potential with power generating systems from waste energy of reheat furnace in iron and steel industry
SEVGİ ASLAN
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CUMA KARAKUŞ
- Yüksek devirli gemi diesel motorlarının analitik ve deneysel incelenmesi
An Analytical and exeperimental investigation of high speed marine diesel engines
OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL
- Energy, exergy, economic and environmental-based design, analysis and multi objective optimization of novel solar tower-based gas turbine cycle multi-generation systems with new performance criteria
Özgün güneş kuleli gaz türbini çevrimli çoklu-üretim sistemlerinin yeni performans kriterleri ile enerji, ekserji, ekonomik ve çevresel tasarımı, performans analizi ve çok amaçlı optimizasyonu
MERT ÇOLAKOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURMAYAZ
- Termal bariyer kaplamanın turbo doldurmalı bir dizel motorunun performansına etkileri
Başlık çevirisi yok
HALİT YAŞAR
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VELİ ÇELİK