Model bir gaz türbini yanma odasında alternatif havacılık yakıtlarının yanma karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the combustion characteristics of alternative aviation fuels in a gas turbine model combustor
Yazar: CİHAT MEŞE
Danışman: PROF. DR. BİLGE ALBAYRAK ÇEPER
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Gaz türbini = Gas turbine ; Havacılık = Aviation ; SIP = SIP ; Yakıtlar = Fuels ; Yağ asitleri = Fatty acids

Özet:
Günümüzde uçakların çok büyük bir bölümünde gaz türbinli motorlar kullanılmaktadır. Büyük güç üreten bu motorların kullanımı ile birlikte havacılıkta yakıt tüketiminin önemi artmış ve kerosene alternatif olabilecek yakıtlar üzerinde pek çok bilimsel çalışma yapılmıştır. Söz konusu motorlardan daha fazla performans elde edebilme çalışmalarının yanı sıra kullanılan yakıtların çevreye olan etkileri ve emisyon karakteristikleri bir başka önemli çalışma alanı olmuştur.
Bu tez çalışmasında alternatif havacılık yakıtı olarak kullanılabilecek Hidroişlemli Esterler ve Yağ Asitleri (HEFA), Sentezlenmiş Iso-Parafinler (SIP) ve Fischer-Tropsch Iso-Parafinik Kerosenin (FT-IPK) üç yakıt, model bir gaz türbini yanma odasında sayısal akışkanlar dinamiği programı ANSYS-Fluent yardımı ile modellenmiştir.  Elde edilen sonuçlar kerosen yakıtı ile karşılaştırmalı sunulmuştur. Yanma sonu emisyon değerleri incelenerek bu yakıtların çevre ve atmosfer için potansiyel riskleri ortaya konulmaya çalışılmıştır.
Çalışma sonucunda,  FT-IPK yakıtının yanması ile elde edilen sonuçların kerosenin yanmasına benzer sayısal sonuçlar verdiği görülmüştür.  SIP ve HEFA50 yakıtlarının emisyon değerleri kerosen yakıtı emisyon sonuçlarına göre daha düşük seviyelerde elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Havacılık yakıtları, HEFA, SIP, FT-IPK, Gaz Türbini, Kerosen

Abstract:
Today, gas turbine engines are used in the vast majority of aircraft. With the use of these engines that produce great power, the importance of fuel consumption in aviation has increased and many scientific studies have been carried out on fuels that can be alternatives to kerosene. In addition to the efforts to obtain more performance from the mentioned engines, the environmental effects and emission characteristics of the fuels used have been another important area of study.
In this thesis, three fuels of Hydrotreated Esters and Fatty Acids (HEFA), Synthesized Iso-Paraffins (SIP) and Fischer-Tropsch Iso-Paraffinic Kerosene (FT-IPK), which can be used as alternative aviation fuels, are computational fluid dynamics program in a model gas turbine combustion chamber. It is modeled with the help of ANYSY-Fluent. Obtained results are presented comparatively with kerosene fuel. By examining the emission values after combustion, the potential risks of these fuels for the environment and atmosphere were tried to be revealed.
As a result of the study, numerical results similar to the combustion of kerosene were obtained with the combustion of FT-IPK fuel. In addition, it has been observed that the addition of a certain amount of hydrogen increases the combustion efficiency of FT-IPK and the thermal power obtained. The emission values of SIP and HEFA50 fuels were lower than those of kerosene.

Keywords: Aviation Fuels, HEFA, SIP, FT-IPK, Gas Turbine, Kerosene