Hidrojen-Metan Karışım Yanmasında Yanma Model Sabitinin Değerlendirilmesi

Year 2010, Volume: 30 Issue: 1 - Volume: 30 Issue: 1, 45 - 57, 01.03.2010

İlker Yılmaz Mustafa İlbaş

Abstract

Bu çalışmada, konik girişli bir yanma odasında türbülanslı hidrojen-metan karışım alevinin Fluent hesaplamalı akışkanlar dinamiği programı yardımıyla sayısal simülasyonu yapılmıştır. Sunulan çalışmanın amacı; hidrojen-metan karışımlı yakıtın sayısal simülasyonun da deneysel ölçümlerle uyumlu yanma model sabitinin belirlenmesidir. Sayısal simülasyonda hacimsel olarak %30 hidrojen ve %70 metan kompozit yakıt kullanılarak %20 hava fazlalık değerinde ve 40 kW ısıl güç için sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca, sayısal simülasyonda hidrojen miktarının emisyonlar üzerindeki etkisinin belirlenmesi için %70 hidrojen ve %30 metan içeren karışım yakıtı da kullanılmıştır. Karışım yakıtının sayısal simülasyonunda iki farklı yanma model sabiti değeri (4 ve 1) kullanılmıştır. En uygun yanma model sabitinin belirlenmesinde sıcaklık, NOx, CO ve CO2 ölçüm değerleri simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca sayısal simülasyondan elde edilen hız, sıcaklık ve gaz kompozisyonlarının dağılımları verilmiş ve çalışmada tartışılmıştır. Çalışmada kullanılan hidrojen-metan karışımlı kompozit yakıt yanmasının yanma model sabiti değerinin 1 alınması durumunda deneysel değerlere daha yakın tahmin değerlerinin elde edildiği tespit edilmiştir

Keywords

Hidrojen-metan, Yanma model sabiti, Sayısal simülasyon

Evaluation of Combustion Model Constant in Combustion of Hydrogen-Methane Mixture

Abstract

In this study, the numerical simulation of turbulence hydrogen-methane blending flame was performed by using the CFD code Fluent in a conical entry combustion chamber. The main aim of the presented study is to determine the best combustion model constant to be agree with experimental measurements in numerical simulation of the hydrogen-methane blending fuels. In the numerical simulation, the fuel including 30% hydrogen and 70% methane by volumetrically, 40 kW thermal power, and 20% of excess air was used. In addition, the fuel mixture of 30% hydrogen and 70% methane by volumetrically was also used to determine the effect of hydrogen amount on the emissions including NOx, CO ve CO in the numerical simulation. Numerical simulations of the blended fuel, two different values (A=4 and A=1) of the combustion model constant A were used. In order to determine the most suitable combustion model constant, temperature, NOx, CO, and CO2 measurement values were compared with numerical results. The velocity, temperature and gas composition distributions obtained from numerical simulation were also given and discussed in this paper. In numerical simulations of the hydrogen-methane blended fuel combustion, it is determined that the predictions for combustion model constant of 1 are closer to experimental values compared with the predictions for combustion model constant of 4

Keywords

Hydrogen-methane, Combustion model constant, Numerical simulation