Boru geometrisi farklılaştırılan kendinden reküperatörlü bir brülörün performansının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
A numerical and experimental study on the performance of a self-recuperative burner with varied tube geometry
- Tez No: 1016508
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN KARABAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Brülör, Etkinlik, Isı enerjisi, Burner, Efficiency, Heat energy
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, endüstriyel fırın uygulamalarında enerji verimliliğini artırmaya yönelik olarak, doğalgaz ile çalışan, 200 kW kapasiteli, kendinden ısı geri kazanımlı (selfreküperatif) bir brülör geliştirilmiştir. Geliştirilen yakıcı, düşük ve orta sıcaklıklarda yüksek yanma verimi sağlama amacıyla tasarlanmış olup, ısı geri kazanımı prensibini temel alan yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Projenin temel hedefi; yanma sonrası atık gazın enerjisinden faydalanarak yanma havasının ön ısıtılmasını sağlayan, böylece yakıt tüketimini azaltan ve emisyon değerlerini düşüren yerli bir brülör tasarımının hayata geçirilmesidir. Brülör tasarımında, geleneksel düz boru yapılarından farklı olarak, yanma havasının geçeceği kanallarda akış karakteristiğini değiştiren alternatif bir geometri kullanılmış; bu sayede ısı transfer yüzey alanı artırılarak daha etkin bir enerji geri kazanımı hedeflenmiştir. ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri gerçekleştirilmiş, ardından prototip üretimi tamamlanmış ve sanayi tipi test fırınında doğalgazla çalışan sistem üzerinde radyant tüp içerisinde yanma gerçekleştirilecek deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Gerçekleştirilen deneylerde, yanma havası ile doğalgaz ve hidrojen karışımının hacimsel debileri ölçülmüş; sıcaklık, basınç ve emisyon verileri fırının çeşitli ölçüm noktalarından toplanmıştır. Sayısal analizlerden elde edilen simülasyon verileri detaylı şekilde değerlendirilerek, deneysel bulgularla karşılaştırılmış ve sistem performansı bütüncül olarak analiz edilmiştir. Yürütülen çalışmalar sonucunda; nümerik analizlerde 0,59 ısı etkinlik katsayısına sahip, deneysel testlerde ise mevcut tasarıma kıyasla ilave %3,7 yakıt tasarrufu sağlayan, düşük CO emisyonlu bir prototip başarıyla geliştirilmiştir. Bu yakıcı, yalnızca teknik performansı ile değil, aynı zamanda yerli üretim potansiyeli ve sağlayacağı ekonomik katma değer açısından da önem arz etmektedir. Sonuç olarak proje ile enerji verimliliği yüksek, çevre dostu ve sürdürülebilir bir yakıcı sisteminin endüstriye kazandırılması hedefine ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, a self-recuperative burner powered by natural gas with a 200 kW capacity was developed to enhance energy efficiency in industrial furnace applications. The burner is designed to achieve high combustion efficiency at low and medium temperatures, employing an innovative heat recovery approach. The primary objective of this project was to develop a domestically manufactured burner that optimizes combustion air preheating by utilizing residual energy from exhaust gases, thereby minimizing fuel consumption and reducing emissions. Unlike conventional straight-tube designs, the burner incorporates an alternative geometry that modifies flow characteristics within the combustion air channels, effectively expanding the heat transfer surface area to maximize energy recovery efficiency. Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses were conducted using ANSYS Fluent, followed by prototype fabrication and experimental testing in industrialscale furnaces, where combustion occurred within a radiant tube using natural gas. During the experiments, volumetric flow rates of combustion air, natural gas, and hydrogen mixtures were measured, along with temperature, pressure, and emission data collected from various points within the furnace. Simulation results from CFD analyses were thoroughly evaluated and compared with experimental findings, enabling a comprehensive performance assessment of the system. As a result of the conducted studies, a prototype with low CO emissions has been successfully developed, possessing a heat effectiveness coefficient of 0.59 in numerical analyses and providing an additional 3.7% fuel saving compared to the existing design in experimental tests. This burner bears significance not only due to its technical performance but also regarding its potential for domestic production and the economic added value it offers. Consequently, the project has achieved its goal of introducing a high-energy-efficiency, eco-friendly, and sustainable burner system to the industry.
Benzer Tezler
- Kesikli üretim sistemlerinde simülasyon ile programlama
Başlık çevirisi yok
ERTAN KANDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İşletmeİstanbul ÜniversitesiÜretim Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET GÜNEŞ GENÇYILMAZ
- Virjinya (flue-cured) tipi tütünlerde çeşitli kapak (malç) materyallerinin fide üretimine etkileri
Başlık çevirisi yok
M.SEDAT MÜDERRİSOĞLU
- Atmosfer etkisinde kalan metallerin korozyonu
Corrosion of metals under the influence of the atmosphere
ÜMİT ÖZDİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRİ YALÇIN
- Ankara-Polatlı-Kabak köyü sulama pompaj tesisinin optimizasyonu
Optimizing of Ankara-Polatlı-Kabak villages watering pumping plant
İLKNUR GÖKNUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZiraatAnkara ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAHMİ KESKİN
