Yakıcıda hava yakıt karışımının performansa etkisinin incelenmesi

Abstract

İnsanların ihtiyaçlarının karşılanmasında kullanılan ve günlük hayatın vazgeçilmez bir unsuru olan enerji aynı zamanda ülke ekonomisi için de önemli bir unsurdur. Artan enerji kullanımıyla birlikte sürdürülebilir kalkınma için enerji ve çevre ilişkisi oldukça önemli bir hal almaktadır. Enerji kullanımının artmasına paralel olarak çevreye verilen zarar da artmaktadır. Özellikle fosil yakıtların yakılması sonucu çevreye salınan emisyonlar çevre kirliliğinin başlıca kaynağıdır. Son yıllarda konut, sanayi ve sosyal tesislerde doğalgazın kullanımı yaygınlaşmıştır. Enerji fiyatlarının da giderek yükselmesi bu yakıtın uygun sistemlerle verimli bir şekilde kullanımını zorunlu kılmaktadır. Bu nedenle doğalgazın yanmasında verimin yüksek, yakıt tüketiminin ve emisyon değerlerinin de optimum noktalarda olmasına önem verilmelidir. Bu çalışmada üzerinde durulan ev tipi yakıcılar kısmi ön karışımlı yakıcılardır. Ev tipi yakıcılarda emisyon değerlerinin azaltılıp verimli bir yanma gerçekleştirilebilmesi için yanma işlemi esnasında yeterli birincil havanın alınması gerekmektedir. Yapılan literatür araştırmasına göre birincil hava emişine etki eden parametreler yakıt tipi, yakıt debisi, enjektör, enjektör ile ventüri kanalı girişi arasındaki mesafe, ventüri kanalı, karışım odası, yakıcı portları ve ortam sıcaklığıdır. Bu çalışmada bu parametrelerden enjektör çıkış açısı, enjektör ile ventüri kanalı girişi arasındaki mesafe, ventüri boğazı uzunluğu ve karışım odasının birincil hava emişine olan etkileri HAD analizleri ile nümerik olarak incelenmiştir. Parametrelerin etkileri nümerik olarak belirlendikten sonra uygun birincil hava emişini sağlayacak bir yakıcı tasarımı yapılmıştır ve referans olarak belirlenen yakıcı ile deneysel olarak (verim ve emisyon deneyi) karşılaştırılmıştır.

Energy is an indispensable element of daily life used to meet people's needs. It is also an important element for the country's economy. Along with increased energy use, the energy and environment relationship is becoming very important for sustainable development. Parallel to the increase in energy use, damage to the environment is also increasing. Especially the emission of fossil fuels is the main source of environmental pollution. In recent years, the use of natural gas has become widespread in residential, industrial and social facilities. Increasing energy prices make it necessary to use this fuel efficiently with appropriate systems. For this reason, when natural gas burns, efficiency is high, fuel consumption and emission values must be at optimum points.The domestic gas burners that are discussed in this study are partially premixed burners. Sufficient primary air must be taken during the combustion process in order to reduce the emission values and achieve efficient combustion in domestic gas burners. According to the literature survey, parameters that affect primary air entrainment are fuel type, fuel flow rate, injector, distance between injector and venturi channel intake, venturi channel, mixing chamber, burner ports and ambient temperature. In this study, the effects of the injector outlet angle, the distance between the injector and the venturi tube inlet, the length of the venture tube throat and mixing chamber on the primary air intake of the were numerically analyzed by CFD analysis. After the effects of the parameters have been determined numerically, a burner design has been made to provide the appropriate primary air entrainment. Then compared with the reference burner experimentally (efficiency and emission test)