In this
study, effects of gas composition and swirl number on combustion and emission
behavior of shale gas mixtures were numerically investigated in a laboratory
scale combustor. For this purpose, a two-dimensional model of an experimentally
tested premixed combustor was formed. In this model, methane/air combustion was
simulated, and achieved results were compared with experimental data to validate
applicability of the model. Numerical studies were performed using
computational fluid dynamics software, ANSYS/Fluent. Tested shale gas mixtures
are; 86% CH4 - 14% C2H6, 81% CH4 -
10% C2H6 - 9% N2 and 58% CH4 - 20%
C2H6 - 12% C3H8 - 10% CO2.
Combustion and emission behavior of the respective mixtures were determined by
examining temperature and species (CO2 and NOx)
distributions throughout the combustion chamber. Results of this study showed
that %86 CH4- %14 C2H6 mixture is favorable in
terms of combustion and emission performance; emissions of NOx are
highly dependent on gas composition and swirl number, and axial temperature
values and reaction rate are directly proportional to swirl number.
Bu çalışmada, kaya gazı
karışımlarının yanma ve emisyon davranışlarına yakıt bileşimi ve swirl
sayısının etkileri laboratuvar ölçekli bir yakıcıda sayısal olarak
incelenmiştir. Bu maksatla, deneysel olarak test edilmiş ön karışımlı bir
yakıcının iki boyutlu bir modeli oluşturulmuştur. Bu modelde metan/hava yanması
simule edilmiş ve elde edilen sonuçlar, oluşturulan modelin doğrulanması için deneysel
veriler ile kıyaslanmıştır. Sayısal çalışmalar hesaplamalı akışkanlar dinamiği
yazılımı, ANSYS/Fluent kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Test edilen kaya gazı
karışımları; %86 CH4- %14 C2H6, %81 CH4- %10 C2H6-
%9 N2 ve %58 CH4- %20 C2H6- %12 C3H8-
%10 CO2’dir. İlgili karışımların yanma ve emisyon davranışları,
yanma odası boyunca sıcaklık ve tür (CO2 ve NOx)
dağılımları incelenerek belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar; %86 CH4-
%14 C2H6 karışımının yanma ve emisyon performansı
bakımından avantajlı olduğunu; NOx emisyonunun gaz kompozisyonuna ve
swirl sayısına son derece bağımlı olduğunu ve eksenel sıcaklık değerleri ve
reaksiyon hızının swirl sayısı ile doğru orantılı olduğunu göstermiştir.
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Mühendislik |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 31 Aralık 2019 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2019 |