Renksiz dağıtılmış yanma şartlarında seyrelticinin yanma karakteristiklerine etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, metan ve hidrojence zenginleştirilmiş metan karışımlı yakıtlar kullanılarak yeni bir yakma yöntemi olan renksiz dağıtılmış yanma koşulları (CDC) sayısal olarak incelenmiştir. CDC koşullarını başarılması için oksitleyici %21'den %13'e kadar N2 ve CO2 seyrelticileri kullanılarak azaltılmıştır. Ayrıca oksitleyici ön ısıtma etkisini gözlemleyebilmek için oksitleyici hem 300 K hem de 600 K'e kadar ısıtılarak sayısal analizler yapılmıştır. Seçilen yanma odası simetrik olarak yerleştirilmiş iki yakıt girişi ve iki oksitleyici giriş bölümü sayesinde girdap akışları oluşturmuştur. Yakıt debileri 2 kW ısıl güce göre düzenlenmiştir. Oksitleyici akış hızları farklı eşdeğerlik oranları ve seyreltme oranları dikkate alınarak hesaplanmıştır. Ayrıca yakıt giriş ve oksitleyici giriş yapısının yanmaya etkisi hem paralel hem de çapraz akışlı olarak karşılaştırılarak incelenmiştir. Tüm bu analizler Ansys Fluent hesaplamalı akışkanlar dinamiği ticari kodu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Siklonik bir yakıcıda daha doğru türbülans akış tahmini yapabilmek için Reynold Stress Model kullanılmıştır. Özetle, CDC koşulları, yanma odası boyunca genişletilmiş alev yapısı, alev kararlılığı, daha homojen sıcaklık dağılımı, ultra düşük NOX ve düşük CO emisyon seviyeleri ile sağlanmıştır. Özellikle hidrojen ilavesi ile birlikte öngörülen alev kararsızlıkları CDC ile elimine edilmiştir.