Hidrojence zenginleştirilmiş gaz yakıtlı çok girişli bir siklon yakıcıda türbülanslı ön karışımlı yanma ve alev karakteristikleri
Turbulent premixed combustion and flame characteristics in a hydrogen-enriched gaseous fueled multi-inlet cyclone
- Tez No: 958539
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Hidrojen, Türbülanslı yanma, Hydrogen, Turbulent combustion
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde enerji talebinin sürekli artması ve fosil yakıtların çevresel etkilerinin giderek belirginleşmesi, daha temiz, verimli ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi gerekliliğini ortaya koymaktadır. Bu bağlamda, hidrojenin enerji sistemlerinde kullanımı önemli bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Hidrojence zenginleştirilmiş gaz yakıtlar; düşük karbon emisyonları, geniş yanma limitleri ve yüksek alev hızı gibi avantajlar sayesinde enerji dönüşüm sistemlerinde hem verimlilik hem de çevresel uyumluluk açısından önemli katkılar sunmaktadır. Küresel ölçekte belirlenen karbonsuzlaştırma hedefleri ve artan temiz enerji talebi, yeni yakıt çözümlerinin araştırılmasını ve geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu tez çalışmasında, hidrojence zenginleştirilmiş gaz yakıtların kullanıldığı çok girişli bir siklon yakıcıda türbülanslı ön karışımlı yanma ve alev karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Siklon yakıcılar, yüksek türbülans seviyesi ve girdap etkisi sayesinde homojen karışım ve düşük emisyon avantajı sunarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Çalışma kapsamında; %100 CH₄, %100 NH₃ ve NH₃–saf oksijen yakıt karışımları için yanma ve emisyon davranışları, HAD (hesaplamalı akışkanlar dinamiği) yazılımı yardımıyla sayısal olarak analiz edilmiştir. Ayrıca, %100 CH₄ için teğetsel giriş açıları 20° ve 40° olacak şekilde karşılaştırmalı yanma analizleri yapılmıştır. NH₃–hava ve NH₃–saf oksijen karışımları için ise hava fazlalık katsayısı (λ) 1,1, 1,2 ve 1,3 değerlerinde modellemeler gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar, hidrojence zenginleştirilmiş gaz yakıtlarının türbülanslı ön karışımlı yanma koşullarında homojen karışımı teşvik ederek daha verimli bir yanma sağladığını ve alev stabilitesini artırdığını ortaya koymuştur. Ayrıca, bu tür yakıtların kullanımının emisyon seviyelerini azaltma potansiyeline sahip olduğu ve enerji üretiminde çevreci alternatifler sunduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, sürdürülebilir enerji sistemlerinin geliştirilmesinde alternatif gaz yakıtlarının değerlendirilmesine katkı sağlayacak önemli bir referans niteliğindedir
Özet (Çeviri)
The continuous increase in global energy demand and the growing environmental impacts of fossil fuels have highlighted the necessity of developing cleaner, more efficient, and sustainable energy sources. In this context, the integration of hydrogen into energy systems has emerged as a promising solution. Hydrogen-enriched gaseous fuels offer significant advantages, such as low carbon emissions, wide flammability limits, and high flame speeds, thereby contributing to both efficiency and environmental compatibility in energy conversion systems. The global decarbonization targets and the rising demand for clean energy require the exploration and development of alternative fuel solutions. This study aims to numerically investigate turbulent premixed combustion and flame characteristics in a multi-inlet cyclonic burner fueled by hydrogen-enriched gas mixtures. Cyclonic burners are widely used due to their ability to enhance mixing and reduce emissions through strong swirl and high turbulence. In this work, numerical analyses were conducted for the combustion and emission behaviors of 100% CH₄, 100% NH₃, and NH₃–pure oxygen fuel blends using computational fluid dynamics (CFD) tools. In addition, comparative combustion simulations were performed for 100% CH₄ at tangential inlet angles of 20° and 40°. For NH₃–air and NH₃–pure oxygen blends, simulations were carried out under excess air ratios of λ = 1,1, 1,2, and 1,3, and the results were comparatively evaluated. The findings indicate that hydrogen-enriched gaseous fuels promote homogeneous mixing under turbulent premixed combustion conditions, enabling more efficient combustion and improved flame stability. Moreover, the use of such fuels has the potential to reduce emission levels, providing environmentally friendly alternatives for energy generation. This study serves as a valuable reference for evaluating sustainable fuel options in the development of future energy systems.
Benzer Tezler
- Süt formüllerinin tüketim uygulamaları ve süt formüllerinin C vitamini içeriği ile pH değerleri
Başlık çevirisi yok
GÖNÜL VAROL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Besin Hijyeni ve Teknolojisiİstanbul ÜniversitesiÇocuk Gelişimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜRKAN KUTLUAY
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- ŞAl2 Cr (HC00)3 (OH)3 Cl3Ö kompleksinin yapısı ve tabakalama“Tanning”kapasitesinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
AYSUN AÇU
- Hidrojen peroksit ve kurutma sıcaklığının sıvı yumurtada salmonella typhimurium üzerine etkisi
Başlık çevirisi yok
FULYA TURANTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN ÜNLÜTÜRK
- Hidrojen peroksitin düşük sıcaklıkta sıvı yumurtanın bakteriyolojik kalitesi üzerindeki etkisi
Başlık çevirisi yok
MÜGE KASAPUGİL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN ÜNLÜTÜRK