YÜKSEK ALEV HIZLARINA SAHİP ENDÜSTRİYEL YAKICILARDA YANMA SONUCU OLUŞAN EMİSYONLARIN DENEYSEL VE NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Barkın Kılıç
Danışman: Ahmet Selim Dalkiliç
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İnsan nüfusunun dünya genelinde hızla yükselmesi ve teknolojideki gelişmeler ile artan enerji ihtiyacı dolayısıyla enerji kaynakları her geçen gün insanlığın ihtiyacını karşılayabilmek konusunda daha da yetersiz kalmaktadır. Her ne kadar yenilenebilir enerji üzerine çalışmalar ve gelişmeler gerçekleştirilse bile, yatırım maliyetleri ve bazı durumlarda ihtiyaç duyulan enerjinin büyüklüğü sebebi ile yenilenebilir enerji sistemleri kullanılamamakta ya da yeterli olamamaktadır. Endüstrinin en önemli fonksiyonlarından biri olan enerji tüketimini düşürmek bu bağlamda önem arz etmektedir. Bu çalışmada, endüstriyel yakıcılarda enerji verimliliğini arttırmak adına, endüstride sıkça karşımıza çıkan 150 kW kapasiteli standart endüstriyel yakıcılar incelenerek özel bir yakıcı tasarımı üzerinde çeşitli uygun geliştirmeler yapılarak, yüksek alev hızlarına ulaştırılmıştır. Geliştirilen bu ürün endüstride kendisine yüksek hızlı brülör adıyla yer edinmiştir. Yüksek hızlı brülörlerde ortaya çıkan en büyük sorunlardan biri alev hızlarının yüksek olmasıdır. Bu durum, karışım anındaki hava ve gaz hızlarının da yüksek olması anlamına gelmektedir. Dolayısıyla karışım anındaki kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesi için gerekli zamanı tanımamaktadır ve karışım performanslarını olumsuz etkilemektedir. Yapılan çalışmalarda ve tasarım sürecinde Solidworks programından yararlanılmıştır. Gerçekleştirilen tasarımlar hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile iç akış analizleri sonucunda elde edilen basınç, yoğunluk, hız ve sıcaklık konturları incelenmiştir. Uygun görülen konturlara ait geometrilerin daha sonra yanma analizleri gerçekleştirilmiş ve gerek alev hızları gerekse emisyon değerlerinde hedeflenen sonuçlara ulaşılmaya çalışılmıştır. Çalışmada araştırma ve geliştirilmesi yapılan ürünün, yukarıda bahsi geçen hedefleri yakalayabilmesi için karışım performansını arttıran bir türbulator tasarımı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, akışın tüm noktalarda maksimum homojenlikte olmasını sağlamak için hava ve gaz giriş bölgeleri ve debileri gerçekleştirilen analizler sonucunda en uygun şekilde tayin edilmiştir. Yapılan bu çalışmalar vasıtasıyla karışım performansları maksimum seviyelere çekilmiş ve dolayısıyla sisteme giren yakıtın maksimum miktarda yakılması sağlanmıştır. Burada elde edilen avantajlarla birlikte emisyon değerleri olması gereken standartları sağlamıştır. İdeal bir karışma ortamı oluşturulamazsa gaz yanamadan sistemi terk edebilir ve bu da baca atık gazında, istenmeyen sonuçlar ortaya çıkmasına sebep olabilir. Karbon ve azot türevlerinin baca atık gazında standartlarca arzu edilen değerlerde olmaması çevreye ve insan sağlığına çok ciddi hasarlar verebilmektedir. Ayrıca bu gazlar sera etkisine, kükürt ve azot oksitler asit yağmurlarına neden olmaktadır. Havada bulunan karbon türevlerinin miktarı arttıkça, asidik oluşumlar artacak ve asit yağmurları daha çok görülecektir.