Ön karışımlı bir yanma odasında girdap üreteçlerinin propan yanma davranışları ve emisyon değerlerine etkisi
Effect of swirl number on propane combustion behaviors and emission values in a premixed combustion chamber
Yazar: CANER SIPÇIK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT TAŞTAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Sivil Havacılık = Civil Aviation ; Uçak Mühendisliği = Aircraft Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Motor performansı = Motor performance ; Sivil havacılık = Civil aviation ; Uçak motorları = Aircraft engines

Özet:
Propan gazı, swirl sayısı değişimlerinde verdiği tepkileri incelemek için 0,4/0,8/1,2/1,6 swirl sayılarında yakılmıştır. Yanma odası içerisindeki akustik rezonansın aleve etkisini değerlendirmek amacıyla 3 farklı akustik mod (90Hz/180Hz/300Hz) belirlenmiş ve alev akustik frekansta zorlanarak, sıcaklık değeri, baca gazı sıcaklık değeri, emisyon değerleri, ışık şiddeti ve dinamik basınç değişimleri ölçülmüştür. En yüksek sıcaklık 0,8 swirl'de en düşük sıcaklık ise 1,2 swirl'de ölçülmüştür. Akustik zorlama alev sıcaklığı üzerinde ciddi değişiklikler yaratmamıştır. Swirl sayısının değişimi baca gazı sıcaklık değerlerini büyük oranlarda değiştirmemiştir. Akustik zorlama altında frekansın artmasıyla baca gazı sıcaklıklarında artış gözlenmiştir. Swirl sayısının artışı, CO ve CO2 emisyon değerini düşürmüştür. Alev her bir swirl sayısında, farklı frekansta zorlandığında ise CO ve CO2 emisyonundaki artış göze çarpmıştır. Swirl sayısının artması NOx emisyonunu azaltmıştır. Swirl sayısının artması, propan alevinin ışık şiddetini düşürdüğü ve belirli bir seviyede düşük tuttuğu gözlenmiştir. Akustik zorlama altında yanan propan alevinin ışık şiddeti, akustik frekansın artışı ile düşüş eğilimi göstermiştir. Swirl sayısı değişimi dinamik basınç üzerinde ciddi etki yaratmamıştır. Ancak akustik frekansın değişimi propan alevinin bütün dinamik karakteristiğini etkilemiştir. 90 Hz frekansta dinamik basınç her bir swirl sayısında en yüksek değerini alırken 160Hz de dinamik basınçta ciddi düşüş gözlenmiştir. Frekansın 300Hz e çıkarılmasıyla dinamik basınç dalgalanmaları tekrar yükselmiş ancak 90Hz deki değere ulaşamamıştır.

Abstract:
Propane gas was burned at 0.4/0.8/1.2/1.6 swirl numbers to examine its response to swirl number changes. In order to evaluate the effect of acoustic resonance in the combustion chamber on the flame, 3 different acoustic modes (90Hz/180Hz/300Hz) were determined and the temperature value, flue gas temperature value, emission values, light intensity and dynamic pressure changes were measured by forcing the flame at acoustic frequency. The highest temperature was measured at 0.8 swirl and the lowest temperature was measured at 1.2 swirl. Acoustic forcing did not cause serious changes on flame temperature. The variation of the swirl number did not greatly change the flue gas temperature values. An increase in flue gas temperatures was observed with increasing frequency under acoustic stress. The increase in the swirl number decreased the CO and CO2 emission value. The increase in CO and CO2 emissions was observed when the flame was forced at different frequencies for each swirl number. Increasing the number of swirls reduced NOx emissions. Swirl sayısının artması, propan alevinin ışık şiddetini düşürdüğü ve belirli bir seviyede düşük tuttuğu gözlenmiştir. The luminous intensity of propane flame burning under acoustic forcing showed a decreasing trend with the increase of acoustic frequency. Swirl number variation did not have a serious effect on dynamic pressure. However, the change of acoustic frequency affected all dynamic characteristics of propane flame. While the dynamic pressure at 90 Hz frequency was the highest for each swirl number, a serious decrease was observed in the dynamic pressure at 160 Hz. By increasing the frequency to 300Hz, dynamic pressure fluctuations increased again, but could not reach the value at 90Hz.