Simulution of a non-premixed Swirl burner
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2014
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MEHMET BURAK SOLMAZ
Danışman: OĞUZ UZOL
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Gaz türbini yanma odalarında alev stabilizasyonu önemli bir tasarım parametresidir. Havacılık uygulamalarında kısa measafede etkin yanmaya olanak sağlayan apartlara yer verilir. Bu apartlardan bir tanesi rotasyonal akış üreteci olan swirl karıştırıcılardır. Fakat rotasyonal akışlar oldukça kompleks yapılardır ve reaksiyon olmadığı durumlarda bile simülasyonlarını yapmak oldukça zordur. Yapılan çalışmalar rotasyonel akışların "LES" tekniği ile başarılı sayılacak nitelikte simüle edilebildiğini göstermiştir. Ancak bu yöntem, ihtiyaç duyduğu bilgisayar gücü nedeni ile henüz sanayi için standart yöntem olamayacak kadar pahalı bir metoddur. "URANS" metodu ise kabul edilebilir doğruluk oranı ve ucuz oluşu sebebi ile "LES" için iyi bir alternatif olarak düşünülmektedir. Bu çalışmanın amacı ise, yüksek swirllü ön karışımsız bir akışın simüle edilmesidir. Simülasyon problemi olarak metan-hava alevi yakan "TECFLAM S09" koşulu ele alınmıştır. Bu koşulun swirl sayısı 0.9, termal gücü ise 150kW'dır. Farklı yanma modelleri de kullanılarak Realizable k-epsilon turbulance modeli ise simülasyonlar yapılmıştır. 38 Milyon altı yüzlü (hexahedral) eleman sayısına varıncaya kadar ağ yapısı çalışması gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda LES simülasyonları gerçekleştirilmiş ve URANS sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalar göstermiştir ki akış alanı hesaplamaları reaksiyonlara oldukça bağlıdır. Fakat yine de LES, URANS'a kıyasla çok daha başarılı sonuçlar üretebilmiştir. Bunun yanında, LES için en az 10 kat daha fazla hesaplama zamanı gerekmiştir ki bu da URANS metodunun tamamen elenmeden önce farklı turbulans modelleri uygulanarak yeniden denenmesi gerekliliğini doğurmaktadır.