Katı Oksit Yakıt Hücresi Ejektörünün İncelemesinde Türbülans Modelleri

0

Bu çalışmada; katı oksit yakıt hücrelerinde (KOYH) egzoz gazının geri beslenmesi amacıyla kullanılan bir ejektörün tasarım koşullarındaki performansı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı ile incelenmiştir.

Bu inceleme sırasında farklı türbülans modellerinin ve duvar fonksiyonlarının etkinlikleri de değerlendirilmiştir. Değerlendirme, 2 kW elektriksel güç üreten ve doğalgaz ile çalışan bir KOYH için tasarlanan ejektör üzerinde yapılmıştır.

Çalışmada, jet akışlarının eksenel simetrik olmaması ve daha gerçekçi akış koşullarının elde edilmesi amacıyla, 3-boyutlu sayısal bir model kullanılmıştır. Standart k-ε, RNG k-ε ve Realizable k-ε türbülans modellerinin etkinlikleri; birincil ve ikincil akışkan debilerinin, geri besleme oranı (GBO) ve buhar-karbon oranının (BKO) sayısal analizlerden elde edilen sonuçları ile tasarım noktasındaki değerleri karşılaştırılarak irdelenmiştir.

İncelenen türbülans modelleri için birincil akışkan debisindeki sapma %2÷7; ikincil akışkan debisindeki sapma ise %6÷22 aralığındadır. Ejektör performans parametreleri olan GBO ve BKO’nındaki sapmalar ise sırasıyla %1÷18 ve %1÷16 aralığındadır.

Birincil akışkan debisi için daha iyi sonuçlar veren türbülans modelleri ve duvar fonksiyonları olmakla birlikte; standart wall functions duvar fonksiyonu ile RNG k-ε türbülans modelinin kullanıldığı analizde, ikincil akışkan debisinde %5,8 sapma ile en iyi sonuç elde edilmiştir.

Aynı analizde elde edilen GBO ve BKO da tasarım değerinden sadece %0,8 daha küçüktür. Doğal gaz ile çalışan KOYH’leri için yapılacak ejektör tasarımlarında, uygun türbülans modelleri seçilerek, HAD yazılımlarının kullanılabileceği değerlendirilmiştir.

Makalenin Tamamı

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.