Biyogaz yakıtların yanma karakteristiklerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of combustion characteristics of biogases
Yazar: İLKER SİVRİ
Danışman: PROF. DR. İLKER YILMAZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Sivil Havacılık = Civil Aviation

Özet:
Günlük yaşantımızı devam ettirmek için muhtaç olduğumuz enerjinin kullanımında insanlık olarak göz önünde bulundurmamız gereken iki temel nokta vardır. Bunlardan ilki yaklaşmakta olan enerji kıtlığı, ikincisi ise tüketilen enerjinin dünyanın işletilen sistemi içerisindeki çevreye olan zararlarıdır. Bu iki nokta, yenilenebilir, sürdürülebilir ve temiz enerji kaynaklarının ne kadar önemli olduğunu ortaya çıkarmıştır. Yaşam standartlarımızı sürdürülebilir bir şekilde devam ettirebilmemize olanak sağlayabilecek, karbon nötr yakıtlar yani dünyanın nefes alıp vermesi şeklinde tanımlanan karbon döngüsünün bir parçası olan yakıtlar, insanlığı muhtaç olduğu zararsız enerjiye ulaştırabilir. Bu doğrultuda, karbon nötr yakıt olarak tanımlanan biyogaz, yenilenebilir ve zararsız enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Bu tez çalışmasında, biyogaz karışımlarının temel yanma parametreleri ön karışımlı-girdap üreteçli-laboratuvar ölçekli bir yakıcıda deneysel olarak araştırılmıştır. Yakıt kompozisyonu, girdap sayısı ve hidrojen ilavesi gibi değişken parametrelerin farklı kompozisyona sahip biyogazların sıcaklık ve gaz emisyonlarını içeren yanma karakteristikleri laboratuvar ölçekli bir yanma odasında deneysel olarak araştırılmıştır. Biyogazın yanma karakteristiğinin belirlenmesinde iki önemli özellik olan sıcaklık ve emisyon ölçümleri, yanma odası boyunca tespit edilen eksenel ve radyal mesafelerde yapılmıştır. Alınan anlık alev görüntüleri ile alev uzunluğu, alev kalınlığı, alev parlaklığı ve alev rengi gibi özellikler noktasında literatürle uyumlu değerlendirmeler yapılarak belirlenen şartlar altında biyogazın alev yapısı hakkında gözlemler ortaya konulmuştur. 

Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, Biyogaz, Hidrojen, Yakıt kompozisyonu, Girdap sayısı, Temel yanma karakteristikleri

Abstract:
There are basically two points in the use of energy that we need to maintain our daily life. The first is the impending famine of energy and the second is the damage of the consumed energy to environment within the operating system of the world. These two points reveal that how renewable, sustainable and clean energy sources are important. Carbon neutral fuels, which can enable us to continue our living standards in a sustainable manner, that are part of the carbon cycle defined as the breathing of the world, can reach the harmless energy that humanity is in need. Accordingly, biogas, defined as carbon neutral fuel, can be used as a renewable and harmless energy source. In this thesis, the basic combustion parameters of biogas mixtures from renewable energy sources, which are important in many areas for the future of our country, have been experimentally investigated in a premixed-swirl stabilized-laboratory scale burner. The empirical study focused on the effects of variable parameters such as fuel composition, swirl number and hydrogen addition on temperature distribution, emission values and flame behavior of biogas fuel. Temperature and emission measurements, two important features in analyzing the combustion characteristics of biogas, were made at axial and radial distances defined throughout the combustion chamber. With the instantaneous flame images taken, the flame structure features of the biogas such as flame length, thickness, brightness and color were evaluated in accordance with the literature and observations were presented under the conditions specified. The findings obtained are presented in detail in this thesis.

Keywords: Renewable energy, Biogas, Hydrogen, Fuel composition, Swirl number, Basic combustion characteristics