Ana içeriğe geç
tr

NOx tahmini neden ayrı bir iştir?

NOx, sıcaklığa üstel bağlıdır ve ana akışı etkilemeyecek kadar az miktarda oluşur. Bu iki özellik, onu ayrı ve çok daha hassas bir hesap hâline getirir.

Bir yanma analizinde sıcaklık alanı %5 hatalıysa bu genellikle kabul edilebilir. Aynı hata NOx tahmininde kat mertebesinde sapma üretir.

Sebep: üstel bağımlılık

Termal NOx oluşumu sıcaklığa üstel olarak bağlıdır; tipik alev sıcaklıklarında birkaç yüz derecelik bir fark, oluşum hızını kat kat değiştirir. Dolayısıyla NOx tahmini, sıcaklık tepe değerinin doğruluğuna bağlıdır — ortalamanın değil.

Türbülanslı bir alevde sıcaklık dalgalanır. Ortalama sıcaklıkla hesaplanan NOx, gerçek değerin belirgin biçimde altında çıkar; çünkü üstel bir fonksiyonun ortalaması, ortalamanın fonksiyonundan büyüktür. Bu yüzden ciddi NOx hesapları sıcaklık dalgalanmasını istatistiksel olarak hesaba katar.

Sonradan işleme (post-processing) yaklaşımı

NOx derişimleri çok düşüktür ve ana akışı, sıcaklık alanını ya da yoğunluğu etkilemez. Bu, pratik bir kolaylık sağlar: NOx, yakınsamış yanma çözümü üzerinde ayrı bir adımda hesaplanabilir. Ana çözümü tekrar koşmadan farklı mekanizmalar ve katsayılar denenebilir.

Üç oluşum yolu ayrı ayrı

  • Termal NOx. Yüksek sıcaklıkta havanın azotundan. Sıcaklık tepe değerine en duyarlı olan yol.
  • Ani (prompt) NOx. Alev cephesinde hidrokarbon radikalleriyle. Zengin karışımlarda ve düşük sıcaklıkta oransal olarak önemlidir.
  • Yakıt NOx. Yakıtın kendi azotundan. Kömür ve ağır yakıtlarda baskın, doğal gazda yok.

Hangi yolun baskın olduğunu bilmeden yapılan bir azaltma çalışması yanlış yere müdahale eder: termal NOx baskınken yakıt değiştirmek işe yaramaz, tepe sıcaklığı düşürmek gerekir.

Sonucu nasıl kullanmalı

NOx tahminlerinin mutlak doğruluğu sınırlıdır. Güvenilir olan, karşılaştırmalı kullanımdır: aynı yöntemle koşulmuş iki brülör düzeninden hangisinin daha az NOx üreteceği. Bkz. kaç haneyle verilmeli notu.

Kaynaklar

  1. Magnussen, B. F. & Hjertager, B. H. (1977). On mathematical modeling of turbulent combustion with special emphasis on soot formation and combustion. Symposium (International) on Combustion, 16(1), 719–729. DOI: 10.1016/S0082-0784(77)80366-4
  2. Modest, M. F. & Mazumder, S. (2021). Radiative Heat Transfer, 4th ed. Academic Press. ISBN 978-0-323-98406-5.

Projenizi konuşalım

Analiz edilecek sistemi ve cevaplanması gereken soruyu birlikte netleştirelim.

Projenizi konuşalım