TRBLANSLI N KARIIMLI ALEV

TRBLANSLI N KARIIMLI ALEVTURBULENT PREMIXED FLAMES

Merve Altay

almann Amac almann eriiGiri2) Alev Tanm eitleri2.1.n Karmsz Alevler2.2.n Karml Alevler3) Benzinli Motorlarda Trblansl nkarml Alev Kullanm3.1. nkarml Alev Kullanmnn Getirileri3.2. Alev Hz Ve Trblans 3.2.1. Alev Hz -Trblansl Alev Hz3.2.2. Trblans

erik 4.Trblansl nkarml Alevde Yanma Rejiminin Belirlenmesi 4.1. Trblansl Yanmada Kullanlan Uzunluk lekleri4.1.1. Akn Karakteristik Genilii4.1.2. ntegral lei 4.1.3. Taylor Mikro lei (Taylor Microscale)4.1.4. Kolmogorov Microscale 4.1.4.1. Kolmogorov Uzunluk Zaman Ve Hz lekleri

5.Trblansl n Karml Yanma Rejimleri 5.1. Boyutsuz Saylar Ve Alev Rejimleri6.Sonu7. Kaynaka

almann Amac

Trblansl n karml alevler iin gelitirilen Farkl alev rejimlerini ve bu rejimlerin tanmlanmasn salayan boyutsuz saylar ve eitli trblans leklerini incelemek ve yksek lisans tezim iin teorik bir alt yap oluturmak.

1.GRBuji atelemeli motorlarda her evrimde silindirlere belli miktarda hava veya karm alnr. Bu karm, silindir ierisindeki artk gazlarla belli oranda karr ve bir buji yardmyla tututurularak yanma balatlm olur.Tm bu ilemler esnasnda yakt hava ve yanm artk gaz karmnda trblansl alev geliir Son safha ise trblans etkisinin olmad cidarlara yaklatka alevin ilerlemesinin yavalamas ve nihayet artan s kayplar nedeniyle snmesidir.

Trblansl (Dizel Motoru, Brlorler) n Karmsz (difzyon) Yanma Laminer ( Mum Alevi)

n Karml Yanma Laminer (Fakir Karml Bek Alevi)Trblansl (Benzinli Motorlar)

2.ALEV ETLER62.1.n Karmsz Alevler: n karmsz laminer alevlere bir rnek mum alevidir. Karm orannn dzgn olmamas, yanmam karbon paracklar oluumuna (kurum: soot) neden olur ve alev sar bir renk alr [1].

ekil 1: Mum alevin karmsz trblansl alevler ise, dizel motorlarnda grlen bir alev eididir. Yanma blgesinde yakt ve havann iyi karmas iin eitli yntemler kullanlarak kontroll bir yanma salanabilmektedir.

ekil 2: n karmsz trblansl alev[3]

2.2.n Karml Alevler: n karml laminer alevlerin bir rnei Bunsen (Bek) alevidir. Burada yakt ve hava ayr ayr istenilen miktarda ayarlanarak gnderilmekte ve yanma azndan nce kararak dzgn bir alev elde edilmesi salanmaktadr. Bunsen alevinin en scak blm olan birincil alevin ucunun hemen stnde scaklk 1.500 C'ye ular.

ekil 3: Bunsen (Bek )Alev Yapsekil 4: 1. hava kanal kapal , 2.hava kanal az ak , 3. hava kanal yarm ak, 4. hava kanal tamamen ak n karml trblansl alevlere bir rnek benzinli motorlardr. Burada alev ak iinde dzgn olmayan bir ekilde yaylmakta olup belirli bir alev cephesi olumamaktadr.[1]

ekil 5: Buji Atelemeli Motorlar Benzinli motorlarda,

Neden trblansl nkarml alev ?

Trblansl nkarml alev kullanmnn getirdii avantajlar nedir?

3. BENZNL MOTORLARDA TRBLANSLI NKARIIMLI ALEV KULLANIMI

3.2.Alev Hz Ve Trblans 3.2.1. Alev Hz -Trblansl Alev Hz

ekil 6: (a),(b) ve (c) de bir yanma odasnda laminer alev cephesinin oluumu hareketi ematize edilmektedir.

Laminer alev hz: karmn sadece termal ve kimyasal zelliklerine bal bir yaylm hzna sahiptir.

Trblansl alev hz ise; karmn zelliklerine ve ayn zamanda ak artlarna bal bir yaylm hzna sahiptir.

Trblansl gaz karmlar alev hzn laminer ak haline kyasla nemli lde artrr.Laminer alev hz 1-2 m/s mertebesinde iken trblansl alev hz 15-50 m/s civarnda olabilmektedir.

Yetersiz trblans ,dk alev hzna dolaysyla eksik yanmaya sebep olur. Bu da elde edilecek gc dk olmasna sebep olur. Ar trblans da istenmez nk oluan alevin soumasna ve alevin daha yava yaylmasna ve vuruntuya(detonation) sebep olur.deal bir trblans kimyasal reaksiyonlarn hzlanmasn tutuma gecikmesinin azalmasn alevin ilerlemesini hzlandracak karmn verimli ekilde yanmasn salayacak ekilde olmas beklenir.

ekil 7: Alev Cephesinin lerlemesiAktaki karaszlklar (instabilities) akn her noktasnda rastgele dalgalanmalar sergileyen ak hz ve viskoz kuvvetler (viscous action) tarafndan yeterince snmlenemediinde trblasl ak ile sonulanr .Trblansl ortam, yaktn hava ile daha iyi karmn salayarak yanma verimini arttrr. Dier yandan, yanma srasnda ortaya kan s yanma odasndaki ak alannda birtakm dzensizliklere sebep olur. Trblans ve yanma arasndaki bu karlkl etkileimler ortamdaki alevin yapsnda ve ortamn trblans alannda birtakm deiimlere neden olabilir.3.2.2.Trblans

17Birok ak zelliiyle ilikili rastgele dalgalanmalar trblansl akn en nemli ayrt edici zelliklerindendir. Bu durum ekilde eksenel hz bileeninde grntlenmitir. Trblansl ak olayn karakterize etmenin bir yolu aktaki ortalama zellikler ve dalgalanma miktarn (mean and fluctuating quantities) tanmlamaktr. ekil 8: Trblansl aktaki rastgele dalgalanmalar

4.Trblansl nkarml Alevde Yanma Rejiminin Belirlenmesi

4.1.Trblansl Yanmada Kullanlan Uzunluk lekleriTrblansl ve n karml yanmada trblans, ilerleyen alev cephesinin burumasna ve gerilmesine neden olur. Bylece alev yzey alan ve toplam alev hz artar. Byk lekli trblans yaplar alev cephesini dalgalandrmaya ve buruturmaya alr. te yandan boyutlar alev snr tabakasndan daha kk olan trblans yaplar ise alev tabakas ierisine girebilir ve alevin yapsn deitirebilir .

Trblansl yanma ok sayda zaman , uzunluk ve hz leine bal olarak karakterize edilir. Kimyasal reaksiyonlarn, trblanstan daha hzl yada yava olduuna dair yorum yapabilmek iin kullanlmaktadrlar. Bu leklerin bykl trblansn alev zerindeki etkisini belirlemektedir. Ayrca, ortamdaki basncn hem yanma hem de trblans zerindeki etkilerinin incelenmesi ve ak alanndaki leklerin belirlenmesi alev kararllnn belirlenmesi asndan olduka nemlidir.

Literatrde birok uzunluk lei tanmlanmtr. Bu konuda en ok kullanlan uzunluk leklerini boyutsal anlamda bykten ke doru sralarsak;4.1.1. Akn karakteristik genilii (L) (characteristic width of flow macroscale )En byk uzunluk leidir.Oluabilecek en geni apl eddylerin st snrdr. ten yanmal bir motorda; L(karakteristik ak geniii) piston ve silindir ap arasndaki zamanla deien aklk olarak alnabilir[7].

5.Trblansl n Karml Yanma Rejimleri

Sc=1 kabul edildiinde ( = D) viskozite difzyonunu, ktle difzyonuna eit olur.

Trblansl Reynolds says;

Trblansl Damkhler says;

Re=1 dorusu tm trblansl alev rejimlerini ayrr.Re1 : trblansl alev rejimini grlr.

Da says ; Trblans karm zamann, kimyasal reaksiyon zamanyla orantlamaktadr[9]. Byk Da says (Da >>1) - Alev ierisinde kimyasal reaksiyon olaylarnn dier tm olaylardan ok daha hzl gerekletiini gstermektedir.- Bu rejimdeki alevler iin hzl kimyasal tepkime (fast chemistry) yaklamn temel alan trblansl yanma modelleri kullanlabilir.

Dk Da says (Da