Numerical Investigation of the Effect of Injector Diameter, Injection Velocity and Air Inlet Hole Numbers on Air-Fuel Mixing In Atmospheric Burner

Abstract

ÖZ: Dünya enerji ihtiyacının büyük bir kısmı fosil kökenli kaynaklardan karşılanmaktadır. Ancak fosil enerji kaynaklarının giderek azalması, araştırmacıları mevcut kaynaklara alternatif olabilecek yeni yakıt arayışlarına ve eldeki kaynakları daha verimli kullanmaya yöneltmiştir. Ayrıca enerji üretilirken genelde bir yakma sisteminden faydalanılır ve yakma sisteminin verimi yanma kalitesiyle yakından ilgilidir. Gaz yakıtın durgun hava içine enjekte edildiği ve gereken yakma havasını emmek suretiyle yakma havasını yakıtın kendisinin temin ettiği yakıcılar atmosferik yakıcılar olarak bilinir ve bu yakıcılarda hava-yakıt karışma oranları yanma kalitesini belirlemede önemli bir paya sahiptir. Bu çalışmada örnek bir atmosferik brülörde enjektör çapının ve enjeksiyon hızının hava-yakıt karışmasına etkisi nümerik olarak incelenmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında iki, dört, sekiz ve sonsuz hava giriş delikli tasarımların brülördeki hava/yakıt karışmasına etkisi incelenmiştir. Hesaplamalar üç boyutlu olarak gerçekleştirilmiştir. Türbülansın modellenmesinde Standard k-ε modeli kullanılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, enjeksiyon hızının artması sürüklenen hava hızını arttırıcı yönde etki göstermiş, artan enjeksiyon hızıyla birlikte oluşan girdapların da boyutlarının büyüdüğü görülmüştür. Ayrıca hava giriş delik sayısının artmasıyla birlikte havanın içeri daha fazla nüfuz ettiği ve buna bağlı olarak λ değerinin arttığı görülmüştür. Ancak bu artışın önemli seviyelerde olmadığı belirlenmiştir.