KÖMÜRDEKİ NEMİ N YANMAYA ETKİ Sİ Nİ N TEORİ Kİ NCELENMESİ. YÜKSEK Lİ SANS TEZİ Ma k. Müh. Şul e Berri n AKYÜZ. Anabili m Dalı : MAKİ NA MÜHENDİ SLİ Ğİ

Transkript

1 İSTANBUL TEKNİ K ÜNİ VERSİ TESİ FEN Bİ Lİ MLERİ ENSTİTÜSÜ KÖMÜRDEKİ NEMİ N YANMAYA ETKİ Sİ Nİ N TEORİ Kİ NCELENMESİ YÜKSEK Lİ SANS TEZİ Ma k. Müh. Şul Bi n AKYÜZ Anabili m Dalı : MAKİ NA MÜHENDİ SLİ Ğİ oga mı : ENERJİ HAZİ RAN 2005

2 İSTANBUL TEKNİ K ÜNİ VERSİ TESİ FEN Bİ Lİ MLERİ ENSTİTÜSÜ KÖMÜRDEKİ NEMİ N YANMAYA ETKİ Sİ Nİ N TEORİ Kİ NCELENMESİ YÜKSEK Lİ SANS TEZİ Ma k. Müh. Şul Bi n AKYÜZ (503004) Tzi n Ensiüy Vil diği Tai h : 9 Mayıs 2005 Tzi n Savunul duğu Tai h : 2 Hazi an 2005 Tz Danış manı : Di ğ Jüi Üyl i : of. D. Ahm ARI SOY of. D. Hasancan OKUTAN of. D. Fi dun ÖZGÜÇ HAZİ RAN 2005

3 ÖNS ÖZ Kö mü, günü müzd günclliği ni ko uyan ml nji kaynakl aı ndan bii di. Tü ki y d düşük kalili yakıla v kö ü yan ma koşullaı ci ddi hava kililiği p obl ml i n sbp ol mak adı. Bu p obl mi n kaynakl aı ndan bii yanmadaki ol ü sbbi yl n mi n kisi di. Tü k kö mül i gnl d yüksk n m i çi ği n sahi pil. N m i çi ği, kö mü ün yan ma vi mi v mi syonl a üzi nd kili ml fak öldn bii di. Bu çalış mada, kö mü dki n mi n v di ğ paa mli n yan maya olan kisi aaşııl mışı. Tz çalış ma m boyunca bana yadı ml aı nı sig myn sayı n hoca m f. D. Ah m ARI SOY a şkkülimi boç bilii m. Hazian 2005 Şul Bi n AKYÜZ ii

4 İ Çİ NDEKİ LER ŞEKİ L LİSTESİ SEMBOL Lİ STESİ ÖZET SUMMARY v vi vii viii. Gİ Rİ Ş 2. KÖMÜRDEKİ NEM TÜRLERİ VE DAVRANI MLARI 4 2. Kö mü d N m Kö mü d oozi N mi n Kö mü ün Kndiliği ndn Yan ması Ol ayı Üzi n E kisi N mi n Yan ma Sıası nda Vi mv Emi syona E kisi Kö mü ün N mi ni Blil m M odl aı Fıı nda kuu ma m odu Disilasyon modu Hı zlı n mblilm kni ği 0 3. MATE MATİ K MODELLE ME 3. Gnl 3. 2 Modl yakl aşı mı v Yapılan Kabull Modl Eşilikli Ön ısı ma vsi Ku uma vsi Enji dnklml i Kül kounu m dnkl mi 5 4. ÇÖZÜM YÖNTE Mİ 7 4. Gnl Difansi yl Eşilikl i n Sonl u Fakla Dnkl ml i n Dönüş üül msi Enji kounum dnkl ml i Kül kounum dnkl mi Çözü m Yön mi Gauss li mi nasyon m odu Gauss si dl nok a m odu 2 5. SONUÇLAR Ön Isı nma Evsi Ku uma Evsi Kö mü dki nm oanı nı n sıcaklı k v bası nca kisi Oa mı n ısı aşını mkasayısı nı n sıcaklı k v bası nca kisi Kö mü gçignli ği ni n bası nca kisi 32 iii

5 5. 3 Sonuçl a 33 KAYNAKLAR 34 ÖZGEÇMİ Ş 37 EK A Bil gisaya ogamı ( Disk) iv

6 ŞEKİ L LİSTESİ Sayfa No Şkil 2. : Kö mü ün n miçi ği... 5 Şkil 2. 2 : Isıl işl möncsi v sonası kömü bünysi ndki suyun davanımı... 6 Şkil 2. 3 : Kö mü ün pooz yapısı ndaki çalakla, Açı k v kapalı polaı n göünüşü... 7 Şkil 3. : Fizi ksl Modl... 2 Şkil 4. : Düğü m nok alaı... 7 Şkil 5. : Ön ısı nma vsi boyunca kömü dki sıcaklı k dağılı mı nı n za mana gö dğişi mi Şkil 5. 2 : Ön ısı nma süsi ni n oa mısı aşı nı mkasayısı na gö dğişi mi 24 Şkil 5. 3 : Çşili za manl a içi n kömü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı Şkil 5. 4 : Buhalaş ma cphsi ni n ill msi ni n za mana gö dğişi mi Şkil 5. 5 : =500s dki kömü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı na kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. 6 : =500s dki kömü içi ndki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. 7 : =000s dki kömü içindki sıcaklı k dağılı ml aına kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. 8 : =000s dki kömü içindki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. 9 : =500s dki kömü içindki sıcaklı k dağılı ml aına kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. 0 : =500s dki kömü içindki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. : =2000s dki kömü içindki sıcaklı k dağılı ml aına kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. 2 : =2000s dki kömü içindki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m Oanı nı n kisi Şkil 5. 3 : Buhalaş ma cphsi ni n ill m hızı na kömü dki n moanı nı n kisi Şkil 5. 4 : =500s dki kömü içindki sıcaklı k dağılı ml aına kömü dki ısı aşı nı mkasayısı nı n kisi... 3 Şkil 5. 5 : =500s dki kömü içindki bası nç dağılı ml aı na kömü dki ısı aşı nı mkasayısı nı n kisi... 3 Şkil 5. 6 : Buhalaş ma cphsi ni n ill m hızı na kömü dki ısı aşı nı m kasayısını n kisi kisi Şkil 5. 7 : Kö mü içi ndki bası nç dağılı mı na kömü gçignli ği ni n kisi 32 v

7 SEMBOL Lİ STESİ C ps h h fg K k R R S() T V q W : Kö mü ün özgül ısısı : Yüzydki ısı aşı nı mkasayısı : Buhalaş ma nal pisi : Gçignli k : Isı ili mkasayısı : Bası nç : Gaz sabii : Kö mü yaıçapı : Msaf : Buhalaş ma cphsi ni n msafsi : Sıcaklı k : Za man : Buha akış hızı : Taşı nı ml a gçn ısı mi kaı : Haci msl n moanı : oozi : Vi zkozi : Yoğunl uk Al indisl 0 : İlk şa : N mli Böl g 2 : Ku u Böl g s : Kö mü v : Buha : N m : Fıın Oa mı vi

8 KÖMÜRDEKİ NEMİ N YANMAYA ETKİ Sİ Nİ N TEORİ Kİ NCELENMESİ ÖZET Kö mü ün yapısı nda bulunan n m, kö mü ü ki myasal,fizi ksl v konomi k açı dan kilyn ml paa mldn bii di. Kö mülş m dcsi düş ükç kö mü içisi ndki n m mi k aı a mak a v bazı gnç kö müli n yapısı ağılıklı ol aak sudan ol uş mak adı. Bu çalış mada, kö mü dki n mi n v di ğ paa mli n yanmaya ol an kisi oi k ol aak i nclnmi şi. Bu ndnl ma mai ksl bi modl glişiil mişi. Ol ayı n ma mai ksl modllnmsi, ısı v kül ansfi ol aylaı nı n f o mül asyonu sası na dayan mak adı. Buna gö, za mana bağlı v k boyul u ol aak glişiiln ma mai ksl modl njini n v külni n kounumu dnkl ml i ndn ol uşmuş u. Modl şilikli sonl u fakla m odu uygul anaak iaif ol aak çözül müş ü. El d diln sayısal çözü m sonuçl aı, daha önc aynı konuda kazyn koodi nalada yapılan oi k v dnysl sonuçl ala kaşılaşııldı ğı nda kö mü ün paçalanması na yol açaak daha i yi yanmayı sağl ayan kiik bi n m dği n sap anmamı şı. Bu çalış mada kö mü dki n m i çi ği ni n, ısı aşı nı m kasayısı nı n v kö mü ün gçignli ği ni n olaya kisi inclnmi şi. vii

9 THEORETI CAL STUDY OF THE EFFECT OF COAL MOI STURE I N COMBUSTI ON SUMMARY Th moi s u ha is f ound i n h suc u of h coal is on of h f unda mn al paa m s ha affcs h coal i n ms of ch mical, physical and conomi c mans. As h dg of coalificaion dcass, h lvl of h mois u in h coal incass and h suc u of som of h young coals mai nl y consis of mois u. In ha s udy, h ffcs on h bu ni ng of h moi s u i n h coal and o h paa m s a i nvsi ga d. Fo ha ason, a ma h maical modl has bn dvl opd. Th ma h maical modlling of h cas is basd on h ssnc of h fo mul ai on of h ha and mass ansf. Acco ding o ha, h ma h maical modl ha is dvl opd on-dimnsi onall y and dpndn on h i m co mpiss of h quai ons of h poci on of h ngy and mass. Th modl quai ons a sol vd al gbicall y by usi ng h fi ni diffncs m hod. Whn h al gbic suls ob ai nd a co mpad i h h hoic and xpi mn al suls ob ai nd a h casian coo di nas concni ng h sa m i ssu, no ciical moi s u val u ha causs h coal o bak i n o pics and o bu n b is f ound. I n ha s udy, h ffcs on h bu ni ng of h moi s u con n of h coal, ha ansf cofficin and h p mabiliy of h coal is invsigad. viii

10 . Gİ Rİ Ş Gnl ol aak kö mü bi hidokabon ol ması na ağmn, bilşi mi nd C, H, O, N, S, kül v n m gi bi maddl bul unmak adı. Kö mü ün bünysi nd bul unan nmi n v bu n m oanı nda mydana gl bilck dğişi m mi kaı nı n, kö müli n yanması ol ayı üzi nd son dc önmli bi kisi ol mak adı. Kö mü d bul unan n mi ki myasal v fizi ksl kaak d olmak üz i ki sı nıfa opl a mak mü mkündü. Fi ziksl n m, yan ma sıası nda daha çok ku uma, uçucu madd çı kışı v yan ma süçli ni kilkn, ki myasal nm daha sonaki aşa mal ada dvy gi mk di. Kö mü dki n mi n kaynakl aı Gaug [ ] aafı ndan o ganik mol külli n bozul ması sonucu oaya çı kan su (combi nd a ), yüzyd absoblanan su, kapil yoğuş ma suyu, çözül müş su v inoganik bilşi kli n hi daasyon suyu olaak bliil mkdi. B on a gö [ 2] su üç kaynak an gl mk di. Bunl adan il ki yüzy absobl anmı ş sbs su ol up no mal suyun fizi ksl özllikli n sahi pi. Bu, ku uma i şl mi sıası nda kö mü ü n önc k dn sudu. İki nci üdki su, kö mü ün kılcal yapısı içisi nd absoblanan büny n mi di. Ki myasal ol aak bağl anmı ş ol an hiasyon suyu üçüncü guubu ol uşu mak adı. Yüzyd absobl anmı ş sbs n mi n kö mü bünysi ndn ayıl ması 00 0 C ci vaı nda hı zlı bi şkil d gçklş mk di. Kapil göznkl d ki myasal olaak bağlı bul unan n mi n bi kıs mı uçucu madd çı kışı başlamadan önc bünyyi ks d uçucu madd il bilik n mi n çı kışı dva m mk di [3]. Bu ndnl uçucu maddni n çı kış hı zı, suyun buhalaş ması i çi n abso blanan ısı ndni il düş mk di. Buna bağlı ol aak uçucu maddni n yan maya başladı ğı sıcaklı ka v yan ma süsi nd bi aış mydana gl mkdi. Kö mül ş m dcsi düş ükç kö mü i çisi ndki n m mi k aı a maka v bazı gnç kö mül i n yapısı ağılıklı ol aak sudan ol uş mak adı kışı nda İsanbul da hava kililiğini konol alına al abil mk i çi n kn gin kö müli n ısıl dğli, kül mi k aı, paçacı k boyu u, kükü v n m dğli içi n bazı sınıla mal a giil mişi. Son 0-5 yıl da İsanbul da ağılıklı ol aak kullanılan ağaçlı kö mü ün

11 n m i çi ği ni n yüksk ol ması ndni il, kö mü n mi ni n hava kililiği n kisi konusunda bu kö mü ün üicili il yl v m kzi yönicil aası nda bazı anl aş mazlı kla söz konusu ol muş u. Bu anl aşmazlı klaı n çözü ml nbil msi i çi n kö mü ün i çdi ği n mi n yan maya v mi syonl aa ol an kisi konusunda bili msl vi v yo uml aa gk duyul muş u. Buadan kaynakl anaak bu konuda bi di zi dnysl çalış mal a v buna dayanan yayı nla yapıl mışı [4, 6, 7, 9, 0,, 8, 9, 32]. Gnl ol aak, çok düşük vya çok yüksk n m oanı na sahi p kö müld ısı nma hı zı düşük ü. Bu sonuç, n min ol ay üzi nd h m fi ziksl h m d ki myasal yöndn ki n ol duğunu v kö mü bünysi ndki n m mi k aı nın blli bi dği i çi n oksi dasyon hı zı nı n maksi mu m ol duğunu gös mk di. Sabi ya aklı yan ma sisml i nd n mi n yan ma vi mi v mi syonl a üzin kisi il il gili yapılan dnysl çalış mada [ 8, 9]., üç faklı kö mü v bunl aı n kaışı mı ha man kö mü ün i ki faklı yanma sis mi nd yakıl ması yla ol uşan oz v gaz mi syonl aı il biçok yan ma paa mli inclnmi şi. Bu çalışmada üm paa ml ll v oo mai k yükl mli sıcak su kazanl aı nda kaşılaşııl mışı. Yan ma dnyl i, hbii I SO s andalaı na dnk ol an kazanl ada, TS 4040 v 404 sandalaı na gö gçkl şiil mişi. H i ki kazanı n ısıl kapasisi 93 kw dı. Bu çalış mada İsanbul un Yni köy böl gsi nd çı kaılan gnç ağaçlı kö mü ü, güny Afi ka kö mü ü, bunl aı n kaışı mı v soma kö müü kullanıl mışı. Oijinal Yni köy Ağaçlı kö mü ü % n m, oijinal kö mü ün kuu ul ması il ol uş uul an fa klı n m içi kli kö mül is %2. 40 v %5. 33 oanı nda n m i ç mk di. Ayıca Y. Ağaçlı v G. Afi ka kö mü ünün kaışııl ması il hazılanan ha man kö mü ün n mi i s %9. 9 du. Toz nu munl i, baca gazı n mi, yan ma gazı nı n hı zı, baca sıcaklı ğı il ilgili üm öl çüml d Ami kan USEA onaylı Andsan Uni vsal Toz Ö nkl m Sis mi kullanıl mışı. Toz mi syon sonuçl aı üm yan ma sis ml i nd paal lli k gös mk di. Toz mi syonu, n m i çi ği %2. 40 ol an kö mü d maksimu m dğ al mak adı. Bu davanım, Bypazaı li nyilini n sadc i ki n m i çi ği i çi n lia üd bul unan dğll bnzlik gös mkdi [4]. Kö mü dki n mi n v diğ paa mli n yanmaya v mi syonl aa olan kisi kazyn koo di nalada oi k ol aak da i nclnmi şi. Bunun i çi n, ma mai ksl bi modl glişiil mişi. Blili kabull alında glişiiln ma mai ksl modl ilişki n sis m şilikli vil mişi. Modl şilikli sonl u fakla m odu uygul anaak 2

12 sayısal ol aak çözül müşü. Sı caklı k v bası nç dağılı ml aı na ki dn paa ml içi n yazılan bil gisaya poga mı yadı mı il l d diln sayısal çözüm sonuçl aı nı n gnl ol aak dğlndiil msi yapıl mışı. Kazyn koo di nalada yapılan bu oi k çalış ma sonucunda kö mü ün paçalanmasına yol açaak daha i yi yan mayı sağlayan kiik bi n m oanı dği bul una mamı şı. El d diln sayısal çözü m sonuçl aı na gö kö müün gçignli k dği v oa mı n ısı aşı nım kasayısı bası nçlaa n moanı ndan daha fazla kili ol makadı [5]. Yukaı daki z çalış ması sas alı naak sunul an bu çalış mada çözü m sili ndii k koo di nalada kalanmı şı. Böyl c kö mü go misi ni n ol aya kisi ol up ol madı ğı aaşııl mışı. Topl a m 5 böl üm halind sunul an bu çalış mada, di ğ böl üml i n içi ği aşağı da kısaca özlnmi şi. Böl üm 2 d kömü bünysi nd bul unan n mv üli hakkı nda bil gi vilmi şi. Böl üm 3 d ma mai ksl modl aiflnmi şi. Blili kabull alında zamana bağlı v k boyul u ol aak glişiil n bu modl nji ni n v kül ni n ko unu m dnkl ml i ni iç mk di. Böl üm 4 d modli n çözü münd kullanılan sayısal yön m v çözü md i zl nn adı ml a açı klanmı şı. Böl üm 5 d oi k modl sonuçl aı vil mişi. Bu çalış mada Ek d disk hali nd viln C# p oga mı yadı mı il l d diln sonuçl a üzi nd gnl bi dğlndi m yapıl mışı. 3

13 2. KÖMÜRDEKİ NEM TÜRLERİ VE DAVRANI MLARI 2. Kö müd N m Kö mül, kö mül ş m dcli n gö faklı oanl ada u ub i çil. Ocak çı kışı nda aş kö mü ü %-3, s li nyil %20-30, yu muşak li nyil %40-60, ubal a is %60 ı n üzi nd nm i çil. Gö ül düğü üz kö mülş m dcsi aı kça kö müli n u ubi azalmak adı. Kö mü ün yapısı nda bul unan n m kö mü ün kullanı mı, ki myası v fizi ksl özllikli açısı ndan kö mü ü kaakiz dn paa ml (uçucu madd, kül, sabi ka bon v n m) aası nda y al mak adı. Özllikl kö mü ün n m oanı, büny n mini n alı na düşüül düğü du uml ada aan paçalanma v ozl aş ma ğili mi kö mü ün kalisi ni blilyn ön mli bi paa m hali n gl mk di [6]. Kö mü bünysi nd bulunan n mi n çok dğişik şkilld bul unması v bunl aı bibii ndn ksi n ol aak ayı mak a kaşılaşılan zol ukl a ndni yl n bi dğlndi m yapmak oldukça güç ü [8]. Kö mü d bul unan n mi ki myasal ol aak bağlı nm, adsob diln n m v mkani k kuvvl sonucu u ulan n m ol mak üz üç guba ayıl mak adı [ 2]. Ki myasal ol aak bağlı n m kö müün ana bilşnl i ndn ol up ki myasal aksi yonla sonucu ol uş mak adı v göcli ol aak güçl ü bağl aa sahi pi. Adso b diln n m su mol külli il göznk yüzyl i aası ndaki kilşi m sonucu yüzyl i i nc bi fil m hali nd kapl a mak adı. Bu fil m kalı nlı ğı yüzyin özlliği n bağlı ol aak dğiş mk v bu hal d u ulan nm, maksi mu m n mi n yaısı na ul aşabil mk di. Mkani k kuvvl sonucu kö müd u ulan n m ni spn daha sbsi. Bu haldki n m büyük boyul u çalakla, yüzy gili m kuvvli v kılcallık kisi yl kö mü bünysi nd u ulan sı vı dan ol uş mak adı. B on a gö suyun üç kaynak an gl di ği ni bii nci böl ümd öz ol aak anl a mışı k. Bunl adan il ki yüzy nmi ol up kö mü d sbs hal d bul unan sudan, kö mü ün su 4

14 il ması ndan ol uşu. İki ncisi büny n mi ol up kö mü ün yapısı nda y alı v inogani k maddl bağlı bul unan sudan ol uşu. Büny n mi bi üml ü kö mül d %- 3 aası ndaykn, li nyild %60 a kada çıkabil mk di. Kö mü ki myasal ol aak bağlı ol an hi daasyon suyunun, kö mü ün opla m u ub i çi ği i çindki payı düşük ü. Kö mü ün i çdi ği u ub çşili şkil 2. d ş mai k ol aak vil mişi [3]. Şkil 2. : Kö mü ün N m İçi ği [3] Yüzy N mi: Adhzyon (bağıl) n mi Tanl aası n m Adso psi yon n mi Büny N mi: Kaba kapil n m Kıl cal kapil n m Yukaı da ifad diln nm üli v kö mülş m dcsi bilik düşünüldüğünd, n mi n büny i çi ndki dağılı mı nı n v yan ma süci ndki davanı mı nı n dğişi kli kl 5

15 gösbilcği anl aşıl mak adı. Li nyi v gnç kö müld su yüzyd çok gvşk bi şkil d bağl anıkn, büyük v mi k o göznkl d hi dojn bağl aı vasıası yla kuvvli bi şkil d bağl andı ğı na işa dil mk di [3]. Gnç kö müld nomal şalada v ısıl işl m sonunda n m vya n mi n uzakl aşı ma duumunun ş mai k ifadsi şkil 2. 2 d gösil mişi [4]. Şkil 2. 2: Isıl İşlm Öncsi v Sonası Kö mü Bünysi nd Suyun Davanımı Böyl si n ka maşı k kilşi ml ndni yl, ısıl i şl m sıası nda kö mü dn n m buhalaş ması ol ayı nda faklı mkani z mal aı n v dol ayısı yla faklı buhalaş ma süçli ni n mydana glcği açı kı. Vos v diğ. [5], buhalaş manı n iki aşa malı ol aak gçkl şiği ni gözl ml mi şldi. Bii nci aşa mada kö mü n mi ni n yakl aşı k %80-85 i blli bi hı zla buhalaşıkan sona, daha yavaş buhalaş manın ol duğu iki nci buhalaş ma sücini n ol uş uğunu ifad mk dil. Akgün v di ğ. [6], yapıklaı çalış mada kö mü dki n m buhalaş ması nı n ki ni ği ni incl mi şldi. Kö mü d n m buhalaş ma hı zı, gnl ol aak, kö mü ün bul unduğu oa mı n sı caklı ğı na, bağıl n mi n v oa mdaki gaz hı zı il bilik kö mü ün paçacı k çapı na, n mi n v oamda bul unan kö mü külsi n bağlı dı. Bu çalışmada, sözü diln bu dğişknl dn sı caklı k v bağıl n mi n kö mü dki n m kaybı üzi ndki kili inclnmi şi. 6

16 2. 2 Kö müd oozi Kö mü i çisi ndki po ozi doğal n mi n u ul ması nı sağl a. Bu po ozini n yapısı, opla m i çisi ndki mi k aı (böl ümü), boyu dağılımı v şkli kö mü ün göznk n mi il blilni. Ancak, am ol aak öl çümü mü mkün dğil di. o boyu dağılı mı nı v yapısı nı d aylı ol aak i ncl mk a macı yla yukaıda da ifad dil di ği gi bi çok sayı da m od kullanıl mak adı. Bununl a bab, kömü ün po ozisi ni am ol aak açı klayan, anı ml ayabiln bi m od yok u. oozi, < n m dn > n m çap dğli aası nda bikaç g up a anı ml anabili [7]. Kö mü yapısı ndaki pola, di ğ kaılada ol duğu gi bi i ki g up a i nclnmi şi. Şkil 2. 3 d gö ül düğü üz açı k boşl ukl a vya kaı yüzyi il bağl anılı kanalla v kapalı boşl ukl a vya kaı yüzyi il bağl anısı ol mayan kanalladı. Göznkl v kö mü paikülli il kayal aı n bağl andı ğı yapıla; çalakla, açı k v kapalı pola v aynı za manda düznsiz yönl nmi ş kıs mi aomaik abakal a aası ndaki boşl ukl aı iç mk di [20]. Şkil 2. 3: Kö mü ün ooz Yapısı ndaki Çalakla, Açı k v Kapalı olaı n Gö ünüşü [2] Bi başka çalış mada, pola gnl ol aak açı k v kapalı ol mak üz i ki g uba ayıl mak adı. olaı n biçoğunda gaz mol küllini n difüzyon kasayısı ( Dg) 0-4 cm 2 /s ci vaı nda dğişikn, kaıladaki difüzyon kasayısı D~ cm 2 /s m bli nddi. olaı n gnl ol aak i ki guba ayıl ması bu fakan dol ayı ha a ol uş u ma mak adı. Kapalı polaı n gaz il dol ması possi ni anı ml ayabilck doğ u v ksi n gö üşl yok u v kö mü dki kapalı polada m an gazı v n mi n bul unuşu konol dil m mk di. Bu sbpl dn dol ayı kö mü dki kapalı po oziyi ksi n ol aak blilyn m od bul unma mak adı [2]. 7

17 Topl a m po haci ml i il yapılan bi çalış mada i s, [22] kö mül ş m dcsi ni n (ank) a ması yla bab, opla mpo hac mi nd azal ma ol duğu göül müş ü N mi n Kö müün Kndi liği ndn Yanması Ol ayı Üzi n E kisi Kö mü bünysi ndki n mi n v bu n m o anında mydana gl bil ck dği şi m mi k aı nı n, kö mül i n kndiliği ndn yan ması olayı üzi nd son dc ön mli v ko mpl ks bi kisi ol mak adı. Kö mü dki n m oanı nın blli bi dğdn yüksk ol ması hali nd kö mü ün kndiliği ndn u uş ma ğili mi azal mak adı. Bu ol ay kö mü bünysind n mi n buhalaş ması snası nda kö mü dn çkiln ısı nı n, oksi dasyon sonucu üiln ısı ya yakı n bi dğ ul aş ması ndan kaynakl anmak adı. Dol ayısı yla buhalaş ma ol ayı oksi dasyon ndni yl kö mü d ol uşabilck sıcaklı k aışı nı yavaşlamak a vya ama mn önl mk di. Kö mü n mi fazla is buhalaş ma kisi d a mak adı. Eğ nisbn az n m i çn bi kö mü n mli bi oa mda bul unuyo is, oa m n mi bi kısı m fak öl bağlı ol aak kö mü aafı ndan adsob dilcki. Eğ adso b diln n m yal nı zca sı vı fazda is kö mü yüzyl i il oa mdan kazanılan sı vı aası nda bi kilşi m olmak a v bu ol aya ıslama aksi yonu ( ing aci on) adı vil mk di. Adsopsi yon işl mi ısı vn bi aksi yon ol up ısla ma aksi yonu v fizi ksl anl a mda yoğuş ma ol ayl aı nı i ç mk di. Bu ol ayl a sonucu açı ğa çı kan ısı, kö mü sı caklı ğı nı n v dol ayısı yla kndiliği ndn yan ma hı zı nı n a ması na ndn ol mak adı [23]. Ül k mi zd üiln kömül i n çoğu düşük anklı (kömülş m süci ni hnüz ama ml a ma mı ş) kö müldi. Su mi k aı nı n dğiş msi kö mülş m p ossi ni n ön mli bi böl ümüdü v bundan da anl aşıldı ğı gi bi kö mü ün nm i çi ği kaak isik v ön mli özllikli ndn bii di [24] N mi n Yanma Sı ası nda Vi mv Emi syona kisi Kö mü ün n m i çi ği ni n yan maya ol an kisi, kullanılan yanma sis mi n doğ udan bağlı dı. Akışkan ya akl ala il gili ol aak yapılan dnysl v modll m çalış mal aı nda n mi n yanmaya kisi, n mi n uçucu maddl öncsi v uçucu maddl l bilik çı kış süçli göz önün alınaak idlnmi şi. 8

18 N mi n ı zgaalı yak ma sis ml i nd yan ma açısından gös di ği ol uml u ki, daha önc anl aılan fizi ksl kili n yanı sıa gazl aşı ma aksi yonl aı gi bi ki myasal ol ayladan da kaynakl an mak adı. Ancak nmi n yan maya ol an kisi pk çok aaşı macı aafı ndan ı sala uçucu madd çı kışı v yan ması ol ayl aı yla sı nılandııl mışı. ul viz a şl m v s ok ızgaalı sis ml d, ısı ansfi ni n kisi ni n ön mli ol madı ğı kaalı yan ma süçlind bu vasayı m n m o anı düşük bi üml ü kö mül i çi n gçli ol abili. Ancak özllikl n m i çi ği yüksk ol an düşük kalili kö mül i n yakıldı ğı düşük vi mli soba v kazanl ada, yan manın ka alı du uma ul aş madı ğı aşamal ada n m hava kililiği ni ön mli öl çüd aıan bi paa m ol mak adı. Tanci k yayı nı mı n m ilişkisi il il gili ol aak yapılan dnysl bi çalış mada n m oanı nın %8 dn %27 çı kması sonucunda anci k yayı nı mı nı n sobalada %50 kazanl ada is %33. 5 oanı nda aığı göül müş ü [25]. N mi n yan ma süci n ol an kisi konusundaki n ayı nılı idl ml akışkan ya aklı sis ml i çi n yapıl mışı [26]. N mi n kisini n n fazl a gö ül düğü aşa manı n yan manı n başla madan öncki süç ol duğu, n min yapı yı k msi sonucu gi d kal an ku u külni n ısın ması yla uçucu madd çı kışı v yan ması nı n başl adı ğı bliil mk di. Uçucu madd yanması nı sabi kabon yanması izl mk di Kö müün N mi ni Blil m M odl aı Kö mü ün n m i çi ği yan ma p ossli vi mi v fi yalandı ma, ayıca aşı ma, dpol a ma v kullanma mali yli n kisi açısı ndan ön mli bi paa mdi. Kö mü n m i çi ği mi k aı isnn çalış ma aalı klaı dışı nda vya blilnm mi şs yan ma p ossi nd bkl nmyn dğişi kli kl v kayı plaa sbp ol abilcki [28]. Kö mü ün vi mli kullanı mı i çi n gkli ol an nm i çi ği ni n blilnmsi özlli kl yüksk n miçi kli düşük anklı kömül içi n gkli di Fı ı nda kuu ma m odu Fıı nlada, AST M D 3302 v D 373, DI N 578, UNE 32008, BS 06 v. b. sanda yön ml l kömü ku u ul ması çok yaygı n n m blil m knikli di. Bu analiz m odunda kö mü nu munl i suyun kaynama sı caklı ğı üzi nd yakl aşı k 05-0 o C sı caklı ka bi fıında ku u ul mak adı. Ku u ma işl mi vaku m alında yada hava vya i n bi gaz ( O 2, N 2 ) akı mı oa mı nda gçkl ş mk di. S andalaı n çoğu özllikl fıın m odunda hava kullanı mı nı, akif v düşük anklı kö mül 9

19 ku u ma süsi nc oksidasyona uğadı klaı için haiç u muşl adı. Bu mal ku u ma kni ği nd, nm i çi ği kö mü ö nğindki ağılık kaybı ndan vya çı kış akı mı ndaki su mi k aı nı n spi dil msi il hsaplanabili [29] Di silasyon m odu Kö mü dki n m i çi ği nin blilnmsi nd kullanılan di ğ bi yön m azoopi k disilasyondu. Kö mü dki su, o gani k bi çözücü il iflaks şalaında disil dilk ayılı. N m mi k aı disilasyon sonucu opl anan su mi k aından dik ol aak hsapl anı. Bu yön m n m i çi ği n bağlı ol maksı zı n üm kömül i çi n uygundu. Çünkü, kö mü a mosf il mas hali nd ol madı ğı ndan oksi dasyona uğa ma mak adı. N m i çi ği, yavaş illyn s anda s m odl aı nı i çn analiz kni kli kullanılaak, gnl d kö mü yandı kan sona blilnmi şi. Ayı ca, bu yön m bi k, sı vılaşııl mış kö mü gi bi kö mü üvi maddl i n n m i çi ği ni n blilnmsi içi n d kullanılabili [29] Hı zlı n mblil m kni ği 970 l i n başı nda mi k odal galada absobsi yonu ml al an yni kni kl glişiil my başlanmışı. Önc yapı mal z ml i ni n n m i çi ği ni n blilnmsi nd kullanılan bu yön m daha sona kö mü uygul anmı şı. Bunl a çok hı zlı kni kldi v n m oanı sadc bikaç daki kada blilnbilmk di. Mi k odal ga yön mi il yapılan biçok çalış mal a bu yön mi n uygunl uğunu onayl a nilikdi [29]. 0

20 3. MATE MATİ K MODELLE ME 3. Gnl 950 li yılladan ii ban bu konu üzi nd modl çalış mal aı yapıl maya başlanmı şı. Lia üdki il k modl çalış mal aı son dc basi v yal nızca analii k çözü ml i n mü mkün olduğu sis ml üzi n ku ul udu. Bil gisaya kullanı mı nı n yaygı nlaş ması il bilik 970 li yıllaı n sonl aından ii ban çok daha kapsa mlı modl çalış mal aı yapıl maya başlanmı şı. Ancak yi n d, bugün i çi n bazı paa mli n ol ay üzindki kisi fo mül dil mdi ği gi bi, ol ayı n ki myasal yönü v bunun ısıl kili d a mol aak anl aşıla ma mı şı. Bu yüzdn lia üd son za manl ada y al an çalış mal a sis mi daha sı nılı yapı da anı ml a maya yönli ki. Yapılan çalış mal aı kol aylı k açısı ndan g upl ayacak ol usak üç ana g up kaşı mı za çık mak adı. Bunl a ıslak yüzy modli, illyn buhalaş ma cphsi modli v difuzyon modli di. Bu üç sınıflanmı ş modl aası nda yapılan kaşılaşı mal a, illyn cph modli ni n pooz mal z ml i n za mana bağlı ku u ma p obl mi i çin daha uygun ol duğunu söyl mk di [30]. İl lyn buhalaş ma cphsi modli sis mi ku u v yaş böl g ol mak üz i ki y ayıan bi cphni n valığı nı kabul mk di. Bu konudaki ma mai ksl modl, ısı v kül ansfi ol aylaı nı n f omül asyonu sası na dayan mak adı. Böyl bi modli n çözü münd, sayısal yön ml kullanıl mak adı.

21 3. 2 Mo dl Yakl aşı mı v Yapıl an Kabull Kö mü dki n mi n yanmaya ol an kisi ni n i ncl nbil msi i çi n önclikl fizi ksl modli n ol uş uul ması gkmk di. R yaıçapında silindii k bi kö mü ansi l alı nmak adı. Ocak a yanmaya ma uz bıakılan bu kö mü ansi ni n 2 yüzyi ndn T sıcaklı ğı nda gaz gç mk v kö mü yüzyl i nd aşı nı ml a, kö mü i çisi nd i s sadc ili ml ısı gçişi ol mak adı. T,h Ku u Böl g 2 Yaş Böl g o R S() buha gçişi ds d T,h R Şkil 3. : Fizi ksl Modl Bu ndnl oi k i ncl my uygun bi sism ş mai k ol aak şkil 3. d gösil mişi. Başl angı ça kö mü ho moj n bi n m dağılı mı na sahi pi. Kö mü i çisindki ısı ansfi ndni il zamana bağlı ol aak nm buhalaş mak a v oa mı k mk di. Ol uş uduğu muz fi zi ksl modl i çisi ndki dğişikli kl k boyul u v za mana bağlı ol aak i nclncki. Kö mü i çisi nd faz dğişi mi başladı ğı nda sis m, ku u v yaş böl g ol mak üz i ki ayı kısı mdan mydana gl di ği düşünül k inclncki. Za manl a yaş böl g azal dı kça, kuu böl g a mak a v kömü ansi ama mn kuuyana kada bu süç dva m mk di. Fi zi ksl modli n ma mai ksl ol aak ifad dil msi nd üm kili göz önün al mak, çözül msi ol dukça güç bi modli n oaya çı kması na sbp ol u. Bu yüzdn sunul an çalış mada bazı kabull ışığı nda bi ma mai ksl modl kuul muşu. 2

22 obl mi basilşi mk içi n aşağı daki kabull yapıl mışı.. Kül v nji ansfi ni n bi boyul u ol duğu kabul dil mk di. 2. Buhalaş ma 373K d olmak adı. Buhalaş ma snası nda bası nç aışı ndan dol ayı buhalaş ma sıcaklı ğı nda mydana glck aış ihmal dil mişi. 3. Kö mü içisi nd yal nızca ili ml ısı gçişi ol mak adı. 4. Su buhaı nı n kuu böl gd akışı sıası nda sis mdn çki ği ısı ihmal dil mi şi. 5. Dnkl ml buhalaş ma cphsi ni n S() msafsi nd ol duğu düşünül k yazıl mak adı. Buna gö S() msafsi n kada yaş böl g ( ), S() il R aası ku u böl gdi (2). 6. o oz oa mı n homoj n olduğu kabul dil mk di. 7. Su buhaı nı n kül akışı nın Dacy kanununa uygun ol duğu kabul dil mişi. 8. Yaş böl gdki buha bası ncı R=S() dki buha bası ncı na şi ol duğu kabul dil mk di Modl Eşili kli Böl üm 3. 2 d yapılan kabull alında, za mana bağlı v k boyulu ol aak glişiiln ma mai ksl modl njini n v külni n ko unu mu dnkl ml i ni iç mk di. Bu dnkl ml ön ısı nma v ku uma vsi ol mak üz iki böl ümd kö mü ün yaıçapı Riçi n yazılı Ön ısı nma vsi T T s c ps k 0 < < R, T < T s, < p (3. ) (3. ) dnkl mi nd, T s, buhalaş ma Sı caklı ğı nı, p is abakanı n i çi ndki max. Sı caklı ğı n T s ol ması i çi n gkli za manı gös mk di. Ön ı sı nma vsind kö mü abakası nı n sı caklı ğı buhalaş ma sı caklı ğı nı n ( T s ) alındadı. Kö mü ün yüzy sıcaklı ğı T s dği n şi ol duğu anda faz dğişimi başla mak a v ön ısın ma vsi bi mk di. (3. ) dnkl mi nd, biinci i m bii m za man v haci mdki kö mü dki sı caklı k aışı nı, iki nci i mkaı oa mdaki ısı ili mi ni gös mk di. 3

23 T T < < R (3. 2) k T h T R, T > 0 (3. 3) R T 0 0 >0 (3. 4) Başl angı ça =0 anı nda kö mü ho moj n bi sıcaklı ğa sahi p ol up T 0 =293K di. Za man illdi kç yüzydn aşı nı ml a ısı gçişi ol mak a v yüzydn i çi y doğ u sıcaklı k aışı sağl anmak adı. =0 kö mü ün simi m kzi ol ması ndni il adyabai k sı nı şaı kabul dil mişi Kuuma vsi Kö mü yüzy sı caklı ğı 373K ul aşı ğı nda kömü abakası za manl a yüzydn iiban ku umaya başlamak adı. =0 buhalaş ma sıcaklı ğı na işiği nd is ku uma vsi a ma ml anmak adı. Ku uma snası nda, kö mü ün ku u v yaş bölg ol mak üz i ki böl gdn ol uşuğu düşünül müş ü. Şkil 3. dn d gö üldüğü gi bi 0< <S() aası yaş böl gyi ( böl gsi), S()< <R aası ku u böl gyi (2 böl gsi) ol uş u mak adı. Ku u böl g, za mana bağlı ol aak a mak a v ku uma vsi kö mü abakası ama mn kuuyana kada sü mk di Enji dnkl ml i Kö mü i çi n ku u v yaş böl g ol mak üz i ki ad nji kounu m dnkl mi v bunl aa ai başlangı ç v sı nı şalaı yazıl malı dı. Kö mü ün yoğunl uğunun ( s ) v kö mü ün özgül ısısı nı n (c ps ) sabi ol duğu kabul dilk şilikl aşağı da vil mişi. Ku u Böl g İçi n: T2 T2 s c ps k2 S() < <R, > p (3. 5) T k h T R, T > p (3. 6) R 4

24 Yaş Böl g içi n: T T s c ps k < S(), > p (3. 7) T T 0 < < R (3. 8) 0 p T 0 0 > p (3. 9) T 0 ( ) p anı nda kömü içi ndki sıcaklı k dağılımı dı. Buhalaş ma cphsi ni n ol uş uğu =S() d aşağıdaki nji dngsi dnkl mi aa yüzy sı nı şaı ol aak yazıl malı dı. T2 T ds k2 k h fg (3. 0) d s s (3. 0) dnkl mi nd, biinci i m buhalaş ma cphsi n ili ml gl n ısı mi k aı nı; iki nci i m 2. böl gy ili ml gçn ısı mi k aını; üçüncü i m i s buhalaş ma cphsi ndki n mi n buhalaş ması içi n hacanan nji mi kaı nı gös mkdi. A a yüzy sı nı şaı olaak sıcaklı klaı n sükliliği yazılısa; T T T > p (3. ) s s s 2 l d dili Kül kounumdnkl mi Su buhaı i çi n ku u bölgd yazılacak ol an kül ko unum dnkl mi aşağı daki gi bi di. v Vv v 0 S() < < R, > p (3. 2) Bi i nci i mbuhadaki kül dğişi mi ni, iki nci i mis buhaı n kül akısını ifad mk di. Buhaı n kuu böl gdki akışı Dacy kanunu yadı mı il ifad dilbili, V K (3. 3) 5

25 Su buhaı idal gaz olaak kabul dilis, v RT s (3. 4) ol aak yazılabili. Buada buhaı n sıcaklı ğı nı n buhalaş ma sıcaklı ğı nda ( T s ) ol duğu v akış boyunca buha il kaı yüzy aası nda bi ısı gçişi ol madı ğı kabul dil mişi. Ku u böl gdki su buhaını n süklilik dnkl mi aşağı daki gi bi bul unu: p p 0 K S() < < R, > p (3. 5) ( R,) =p =R, > p (3. 6) Buhalaş ma cphsi ni n ol uş uğu =S() d buha akış hı zı i çi n Dacy kanunu v buha içi n idal gaz kabulü il aşağı daki aa yüzy sını şaı yazıl malı dı. ds K W v. V v (3. 7) d (3. 7) dnkl mi düznl nck ol usa, ds. W. RT. s (3. 8) K d l d dili. Yaş böl gdki buha basıncı =S() dki buha basıncı na şi v sabi alınmı şı. 6

26 4. ÇÖZÜM YÖNTE Mİ 4. Gnl Kül v nji ko unum şilikli sonl u fakl a impli ci yön mi kullanılaak sayısal ol aak çözül müş ü [20]. Bu a maçl a EK d viln bi C# poga mı yazılmı şı Difansi yl Eşili kli n Sonl u Fakl a Dnkl ml i n Dönüş üülmsi Ayı klaşııl mış dnkl mli l d mk i çi n kullanılacak ol an düğü m nokal aı g ubu şkil 4. d gösil mişi. Buna gö il gös iln nok a hsapl a manı n yapılacağı düğü m nok ası ol up W v E nok alaı is ona ko mşu ol an düğü m nok alaı nı gös mk di. Ksi kli çi zgill gösiln v hafli is bahsdiln konol hac mi ni n konol yüzyl i ni gös mk di. Bi boyul u ol aak l alı nan p obl ml i çi n y v z yönl i nd bii m kalı nlı k faz dil mişi. Buada alı nan konol hac mi ni n msafsi di. W ( ) W ( ) E Şkil 4. : Düğü m Nok alaı E Enji kounum dnkl ml i Enji kounu muna ilişkin difansi yl şilikl şkil 4.. d viln konol hac mi üzi ndn konu ma v il + aası ndaki za man aalı ğı i çi n za mana gö i n g dilis, T T c dd k dd (4. ) 7

27 8 hali ni alı. Düğü m nokası ndaki sıcaklı k dğini n bü ün konol hac mi boyunca sabi kal dı ğı faz dilis (4. ) dnkl mi ni n sol aafı aşağı daki gi bi açılı. T p T p c d d T c 0. (4. 2) buada T 0, anı ndaki ski sıcaklı k dğli ni, T is + anı ndaki yni sıcaklı k dğli ni gös mk di. Gnl dnkl mi n sağ aafındaki k. T/ i mi d sonl u fakla yön mi n gö sıcaklı klaı n lin olaak dğişiği kabul ü il açılısa gnl dnkl m: d T T k T T k T T c W E p p p 0 (4. 3) hali ni alı. Isı dnkl ml i ni n ayı klaşııl ması ö ül ü(i mplici) yaklaşı m vya açı k(xplici) yakl aşı m yapılaak bul unabili. Hsapl a ma süsi ni kısal ma çogu kz açı k yi n ö ül ü yakl aşı mı kullanaak gçkl şiilbili. Ö ül ü yakl aşı mı n açı k yakl aşı ma gö koşulsuz ol aak yakı nsak ol ması ön mli bi üs ünl ük ü. Bu, v üzi nd hhangi bi sı nıla ma ol maksı zı n üm uzunl uk v za man aalı klaı nda çözü m yakı nsak ol u anla mı na gli. Bu ndnl Full y i mplici kabul ü il yukaı daki dnkl mi düznl sk, W E p p p T T k T T k T T c 0 ( 4. 4) hali ni alı. + anı ndaki gnl dnklm: 0 W E T c T k T k T c k k (4. 5) ol aak yazılabili. ( 4. 5) dnkl mi gnl ayı klaşııl mış cbisl dnkl m şkli nd yazılısa v () =( ) = ol duğu kabul dilis, a.t =a E. T E + a T + b (4. 6)

28 9 kasayıla aşağı daki gi bi bul unu. E k a (4. 7) W k a (4. 8) c a p 0 (4. 9) b = a 0. T 0 (4. 0) a = a +a + a 0 (4. ) Kül kounum dnkl mi 0 p p K Yukaı daki kül ko unu m dnkl mi li n olmayan bi difansi yl dnkl m ol duğundan sonl u fakla dnkl mi n dönüş üülmsi i çi n bazı kabull yapıl ması gkmk di. (3. 5) şiliği ni n sol aafı sonl u fakla dnkl mi n aşağı daki şkil d çvilbili. d d 0. (4. 2) Gnl dnkl mi n sağ aafı is aşağı daki gi bi yazılabili: p p E E p d d d p p * * 2 2 (4. 3) Full y i mplici kabul ü il yukaı daki dnkl mi düznl sk,

29 20 + anı ndaki gnl dnklm: p p E E p K * * (4. 4) () =( ) = ol duğu kabul dilis, Ka sayıla aşağı daki gi bi ol uşu. * 2 E E a (4. 5) * 2 W W a (4. 6) K a p 0 (4. 7) b = a 0. 0 (4. 8) a = a +a + a 0 (4. 9) 4. 3 Çözüm Yön mi Modl i çi n viln difansi yl şilikl sonl u fakla dnkl ml i n dönüş üül dük n sona kullanılacak ol an çözü m yön mi nji v kül ko unu m dnkl ml i nd faklılık gös mk di. Enji dnkl mi ni n çözü münd Gauss Eli mi nasyon yön mi, kül ko unu m dnkl mi ni n çözümünd is Gauss Si dl Nok a M odu kullanılacakı. Kül ko unum dnkl ml i ni n çözümü, nji ko unu m dnkl ml i nin çözü mün bağlı dı. Enji kounu m dnkl ml i nd bul unan S() nok ası na gö kül kounu m dnkl ml i ni n çözümü yapılı Gauss li mi nasyon m odu Li n difansi yl dnkl ml i n çözü mü Gauss li mi nasyon m odu kullanılaak l d dilbili.

30 Gauss li mi nasyon m oduna gö Şkil 4. dki düğü m nok al aı nın v N yüzydki nok alaı gös mk üz, 2, 3,......N kada aşağı daki gi bi yazılı. a i.t i =b i.t i + +c i. T i- +d i (4. 20) Düğü m nok ası ndaki T i sı caklı k dği ko mşu düğü m nok alaı ndaki T i + v T i - sıcaklı k dğli n bağlı ol mak adı. Sı caklı k i çi n a anka aafı ndan viln bağı nıla yazılısa, T i = i. T i + + Q i (4. 2) T i - = i -. T i +Q i - (4. 22) l d dili. (4. 22) şiliği (4. 20) şiliği nd yi n konul up düznl nis, a i.t i =b i.t i + +c i. ( i- T i +Q i - ) +d i (4. 23) i a i bi c i i (4. 24) Q i di a i ciq c i i i (4. 25) Bi i nci konol hac mi için kasayıla aşağı daki gi bi çı ka: b, a d Q (4. 26) a Di ğ aafan son düğüm nok ası içi n b N =0 olduğundan N = 0 dı. Bu ndnl (4. 2) şiliği ndn aşağı daki sonuç l d dili. T N = Q N (4. 27) Bu nok adan sona (4. 2) şiliği n gö gi çvi myapılısa T N-, T N- 2,... T 3, T 2, T Sıcaklı k dğli bulunu Gauss si dl nok a m odu Gauss- Si dl Yön mi çok sı k kullanılan iaif bi yön mdi. Aşağı daki açı klanan işl msıası na gö yapılı. - Tü m düğü m nok alaı içi n ahmi ni bası nç dğli aanı. 2

31 2- Tah mi ni dğll ayı klaşııl mış dnkl mdki kasayılaı n gçi ci dğli hsapl anı. 3- H düğü m nok ası içi n hsapl anan kasayı dğli n bağlı ol aak yni bası nç dğli bul unu. 4- El d diln yni dğll 2. adı ma dönül üp aynı adı ml a i ki iasyon adı mı aası nda bul unan dğli n fakı blilnn yakı nsa ma kii ni sağl ayana kada uygul anı. Tü m düğü m nok alaı sıa il k k zi ya dil diği nd iasyon a ma ml an mı ş ol u. Ayı klaşııl mış dnkl mi gnl olaak aşağı da yazacak ol usak, a. = b p. p + +c p. p- + d (4. 28) 22

32 T(K) 5. SONUÇLAR VE İ RDELE ME Ek d viln C# oga mı yadı mı il yapılan paa mi k i ncl ml i n sonuçl aı aşağı da ön ısı nma v kuuma vsi i çi n vil mişi. Bu böl ümd kö müdki n mi n v di ğ paa mli n yan ma öncsi vsi nd kö mü ün i çi nd ol uşan bası nç v sı caklı k dağılı ml aı na kisi inclnmi şi. 5. Ön Isı nma Evsi R(mm) =9s =60s =30s Şkil 5. : Ön ısı nma vsi süsi nc kömü dki sıcaklı k dağılı mı nı n za mana gö dğişi mi =0s Şkil 5. d is ön ısı nma vsi nd kö mü i çindki sıcaklı k dağılı mı blli za man aalı klaı i çi n vil mişi. =9s ön ısı nma vsini n biiş za manı dı aynı za manda yüzy sıcaklı ğı nı n Ts sıcaklı ğı na gl di ği za mandı. 23

33 00 T(K) p (s) h(w/m 2 K) Şkil 5. 2: Ön ısı nma süsi ni n oa mısı aşı nı mkasayısı na gö dğişi mi Ön ı sı nma süsi ısı aşı nı m ka sayısı nı n ( h) bi f onksi yonudu. Şkil dn d gö ül düğü gi bi oa m ı sı aşı nı m kasayısı aıkça ön ısı nma süsi hı zla azal mak adı Kuuma Evsi Ku uma vsi kö mü abakası nı n yüzy sıcaklı ğı T s sıcaklı ğı na gl di ği nd başla mak adı. Bu bölü md kö mü abakasını n i çi ndki sıcaklı k v bası nç dağılı ml aı na ki dn paa ml inclncki R(mm) =500s =000s =500s =p=9s =0s Şkil 5. 3: Çşili za manla içi n kömü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı Şkil 5. 3 ku uma vsi ndki çşili za man adı ml aı i çi n abakadaki sı caklı k dağılı mı nı gös mk di. Şkil dn za mana v konu ma bağlı ol aak kayan bi buhalaş ma cphsi ni n valığı göül mk di. 24

34 S(m) 0,025 0,02 W=0., h=5 W/m 2 K 0,05 0,0 0, (s) Şkil 5. 4: Buhalaş ma cphsi ni n ill msi ni n zamana gö dğişi mi Şkil 5. 4 buhalaş ma cphsi ni n ill m hı zı nın za mana gö azal an bi ği ml giiği ni gös mk di. 25

35 (a) T(K) Kö müdki n moanı nı n sıcaklı k v basınca kisi W=0, W=0,2 W=0,3 W=0, R(mm) Şkil 5. 5: =500s dki kö mü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı na kömü dki n moanı nı n kisi W=0, W=0,2 W=0,3 W=0, R(mm) Şkil 5. 6: =500s dki kö mü içi ndki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m oanı nı n kisi Şkil 5. 5 =500s dki kö mü i çi ndki sıcaklık dağılı ml aı na kö mü dki n m oanı nı n kisi ni gösmk di. N m oanı azal dı kça sıcaklı k cphsini n ill m hı zı a mak adı. Şkil 5. 6 =500s dki kö mü i çi ndki bası nç dağılı ml aı na kö mü dki n m oanı nı n kisi ni gös mk di. N m oanı aıkça içi d ol uşan bası nç a mak adı. Buhalaşan n m mi k aı nın a ması bası nç aışı na ndn ol mak adı. 26

36 (a) T(K) W=0, W=0,2 W=0,3 W=0, R(mm) Şkil 5. 7: =000s dki kö mü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı na kömü dki n m oanı nı n kisi =0, =0,2 =0,3 =0, R(mm) Şkil 5. 8: =000s dki kö mü içi ndki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m oanı nı n kisi Şkil 5. 7 =000s dki kö mü i çi ndki sıcaklık dağılı ml aı na kö mü dki n m oanı nı n kisi ni gösmk di. N m oanı azal dı kça sıcaklı k cphsini n ill m hı zı a mak adı. Za man i lldi kç buhalaş ma cphsi ill mk v ku uyan böl g a mak adı. Şkil 5. 8 =000s dki kö mü i çi ndki bası nç dağılı ml aı na kö mü dki nm o anı nı n kisi ni gös mk di. N m oanı aıkça v za man illdi kç i çid ol uşan bası nç a mak adı. 27

37 (a) T(K) W=0, W=0,2 W=0,3 W=0, R(mm) Şkil 5. 9: =500s dki kö mü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı na kömü dki n m oanı nı n kisi W=0, W=0,2 W=0,3 W=0, R(mm) Şkil 5. 0: =500s dki kömü içi ndki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m oanı nı n kisi Şkil 5. 9 =500s dki kö mü i çi ndki sıcaklık dağılı ml aı na kö mü dki n m oanı nı n kisi ni gösmk di. N m oanı azal dı kça sıcaklı k cphsini n ill m hı zı a mak adı. =0, 3 v =0, 4 ün ku uma süli =0, v =0, 2 dn çok büyük ol duğu içi n bu sül d =0, 3 v =0, 4 ün ill msi çok yavaş olmak adı. Şkil 5. 0 =500s dki kö mü i çi ndki basınç dağılı ml aı na kö mü dki n m oanı nı n kisi ni gösmk di. N m oanı aıkça v za man illdikç i çi d ol uşan bası nç a mak adı. 28

38 (a) T(K) W=0, W=0,2 W=0,3 W=0, R(mm) Şkil 5. : =2000s dki kömü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı na kömü dki n m oanı nı n kisi W=0, W=0,2 W=0,3 W=0, R(mm) Şkil 5. 2: =2000s dki kömü içi ndki bası nç dağılı ml aı na kömü dki n m oanı nı n kisi Şkil 5. =2000s dki kö mü i çi ndki sıcaklı k dağılı ml aı na kö mü dki n m oanı nı n kisi ni gösmk di. N m oanı azal dı kça sıcaklı k cphsini n ill m hı zı a mak adı. Şkil 5. 2 =2000s dki kö mü i çi ndki basınç dağılı ml aı na kö mü dki n m oanı nı n kisi ni gösmk di. N m oanı aıkça v za man illdikç i çi d ol uşan bası nç a mak adı. 29

39 S(m) 0,025 0,02 0,05 h=5 W/m 2 K W=0, W=0,2 W=0,3 0,0 0, (s) Şkil 5. 3: Buhalaş ma cphsi ni n ill m hızı na kömü dki n moanı nı n kisi Şkil 5. 3 d n moanı aıkça buhalaş ma cphsi ni n ill m hızı azalmak a v ku u ma süli a makadı. Özllikl =0, 3 için kuuma süsi, =0, v =0, 2 y gö çok uzun sü mkdi. 30

40 (a) T(K) O a mı n ısı aşı nı mkasayısı nı n sıcaklı k v bası nca kisi h=5 W/m2K h=0 W/m2K h=5 W/m2K R(mm) Şkil 5. 4: =500s dki kömü içi ndki sıcaklı k dağılı ml aı na ısı aşı nı m kasayısı nı n kisi h=5 W/m2K h=0 W/m2K h=5 W/m2K R(mm) Şkil 5. 5: =500s dki kömü içi ndki bası nç dağılı ml aı na ısı aşı nı m kasayısı nı n kisi Şkil 5. 4 =500s dki kö mü i çi ndki çşili h dğli n kaşılık sı caklı k dağılı ml aı nı v mk di. Isı aşı nı m kasayısını n dği aıkça kömü gl n opla mısı mi kaı aığından, sıcaklı k dğli daha hızlı a mak adı. 3

41 (pa) S(m) Şkil 5. 5 =500s dki kö mü i çi ndki çşili h dğli n kaşılık bası nç dağılı ml aı nı v mk di. Isı aşı nı m kasayısı nın dği aıkça sıcaklı k daha hı zlı a mak a v kö mü i çisi ndki n m daha hı zlı buhalaş mak adı. Buhalaşan n m mi k aı is kömü içisindki bası ncı aı mak adı. 0,025 0,02 h=5 W/m2K h=0 W/m2K h=5 W/m2K 0,05 0,0 0, (s) Şkil 5. 6: Buhalaş ma cphsi ni n ill m hızı na kömü dki ısı aşı nı m kasayısı nı n kisi Şkil 5. 6 d oa mı n ısı aşı nı mkasayısı aıkça buhalaş ma cphsi ni n ill m hı zı a mak adı Kö mü gçignli ği ni n bası nca kisi K=0E-9 K=0E-0 K=0E R(mm) Şkil 5. 7: Kö mü içi ndki bası nç dağılı mı na kömü gçignli ği ni n kisi 32

42 Şkil 5. 7 kö mü i çi ndki bası nç dağılı mı na kö mü gçignli ği ni n kisi ni gös mk di. Şkil dn d gö ül düğü gi bi kö mü gçignli ği ni n azal ması bası ncı n a ması na ndn ol u. Kö mü gçignli ği azal dıkça buha daha çok dinc ma uz kal dı ğı ndan ol uşan bası nçl a a mak adı Sonuçl a Lia üd, aynı a maca yönli k ol aak çok sayı da çalış ma yapıl mışı. Yapılan dnysl çalış mal aı n sonucunda CO mi syonl aını n, n m oanı %2, 4 ci vaı nda bi mi ni mu mdan gçi ği, vi mi n v oz mi syonl aı nı n is bu nok ada bi maksi mu mdan gçi ği gö ül müş ü. Kö mü dki opl a m po ozi hac mi kö mül ş m dcsi azal dı kça amak adı v bu po ozi ol uşumu oz konsanasyonunu kil mk di. Yan ma sıası nda po ozi oa mı nda bul unan su ani sı caklı k yüksl msi yl bab po oa mı ndan çı kakn yüzy bası nç uygula mak adı. Bunun sonucunda kö mü yapısı nda kııl mal a, paçalanmal a mydana glmk, oz konsanasyonu yüksl mk di [4]. Sunul an bu çalış mada, kö mü n mi ni n yanmaya ol an kisi oik ol aak inclnmi şi. Modli n sayısal çözüm sonuçl aı na gö yapılan kabull alı nda sis m i çisi nd ol uşan bası nçlaı maksi mum yapan kiik bi n m oanı sapana ma mı şı. N m oanı aıkça bası nçla amak adı. Kö mü ün i çi ndki sıcaklık dağılı ml aı, oa mı n ısı aşı nı m kasayısı v kö mü dki n m oanı, bası nç dağılıml aı is oa mı n ısı aşını m kasayısı, kö mü dki n m oanı v kömü ün gçignli k dği göz önün alı naak i nclnmi şi. Sı caklı k v bası nç dağılı ml aı na ilişki n l d diln gafi kli n sonuçlaı na gö kö mü ün n m i çi ği aıkça bası nç a mak adı, n m oanı azal dı kça sı caklı k cphsi ni n ill m hı zı a mak adı. Di ğ paa ml gö is, ısı aşı nı m kasayısı aıkça sıcaklık v bası nç dğli a mak a v kö mü gçignli ği azal dı kça bası nç a makadı. Bu çalış manı n dayandığı Kazyn koo di nalada yapılan çalış ma sonuçl aı[5], silindii k koodi nalada yapı ğı mı z çalış ma sonuçlaı yla bnzlik gös mk di. 33

43 KAYNAKLAR [] Gaug, A. W., 932. Condii on of Wa i n Coal of Vai ous Rank, Tans. of TAI MA, 02, [2] Bon, G. M., 953. Th D mi nai on of Moi s u i n Coals, Na. Gas. Bul. NAGBA Ausali a, 7, 4-2. [3] Aga al,. K. and dl, I., 986. D yi ng, Dvol ailizaion and Vol ail Co mbusi on fo si ngl Coal aicals : A sudo - Sady S a Appoach, Ful, 65, 5, [4] Edöl, N., Çallı, L., Oku an, H., Eki nci, E., 999. Effc of Coal Moi s u on aicula Emi ssi on i n a Fi xd Bd Co mbusion Applianc, Ful ocssing Tchnol ogy, 58, [5] Akbaba, N., Kö mü dki N mi n Vi m v Emi syona E ki si, Bii m Tzi, İ TÜ. [6] A akül, H., Oku an, H., Aı soy, A. v Eki nci, E., 996. Kö mü N mi ni n Yan ma v Emi syona E kisi, 2. Ul usal Ki mya Mühndisliği Kongsi, Bil dii Kiabı, İ TÜ, İsanbul, 9-3 Eyl ül. [7] Aı soy, A., Doğan, E., Oku an, H., Eki nci, E., 999. Th Effc of Moi s u Con n on Coal Co mbusi on, 6. I n nai onal Symposi um on Combusi on ocsss, Kazi mi z Dol ny, ol and. [8] ASTM D , 976. Sanda Ts Mhod fo To al Mois u in Coal. [9] Bök, E., Edöl, N., Öz ük, A., Oku an, H., Eki nci, E., Aısoy, A., Kö mü N m İ çi ğini n Emi syonl aa v Vi m kisi ni n İnclnmsi, Isı Bili mi v Tkni ği 2. Kongsi, Sakaya. [0] Bök, E., Edöl, N., Öz ük, A., Oku an, H., Eki nci, E., Aısoy, A., 999. Effc of Mois u on Emi ssi on of Boil Co mbusi on, Tn h In. Conf. On Coal Scinc, 2-7. [] Eki ci, M., Kö mü dki N mi n Vi m v Emi syona E kisi, Bii m Tzi, İ TÜ. [2] Evsv, V. S. and Vooshil ov, S.., 986. Modli ng h ocss of Slf-Igniion Taki ng I no Accoun h I nfl unc of Moi s u on Oxi dai v ocsss in Coal, Sovi Mi ni ng Sci., 22,

44 [ 3] Sondal, E. A., Ma nn, M. D., W b, G. W., Young, B. C., 995. Ma chi ng Li gni s i h Cl an Coal Tchnol ogi s, Coal Tchnol ogy and Uilizai on Wokshop, 45-53, Bypazaı, Tuky. [ 4] J. E. si no consulans, Inc., 992. Ma k Assss mn f o Noh Dako a Li gni, Fi nal Rpo, , Apil 9. [ 5] Vos, K. S., Wz, D. L., 992. D yi ng of Bul ah - Zap Li gni, Ful, 7, [ 6] Akgün, F., Ek mn, Ö., Aısoy, A., 993. Kö mü dki N m Buhal aş ması nı n Ki niği, 3. Yan ma S mpozyu mu, Bil dii Ki abı, Ki azlı yayl a Tsisli, Busa, [7] Uns o h, J. F., Baa, D. J., Robs,. T., 99. Coal Quali y and Co mbusi on fomanc, Coal Sci nc and Tchnol ogy 9, An Innai onal spciv, [8] Oku an, H., Aısoy, A., 2 nci Yüzyılı n Enjisi, Kö mü, G mad Yayı nl aı. [9] Edöl, N., Öz ük, A., Oku an, H., Eki nci, E., Aısoy, A., 998. ocdi ng 2 h Tabzon In. Engy and Envionmn Sy mp. ( TI ESS) Kaadni z Tkni k Üni v. T abzon. [20] Hapal ani,. D., Schauf nagl, R. A., 990 Shi nkag of Coal Mai x i h Rl as of Gas and Is I mpac on mabiliy of Coal, Ful, 69, [ 2] Al xv, A. D., Vsilnko, T. A., 999. Closd o osi y i n Fossil Coals, Ful, 78, [ 22] Wal k,. L. JR., V ma, S. K., 988. Dnsi y, o osiis and Sufac A as of Coal Macals as Masud by Thi I n aci on Wi h Gass, Vapous and Li quids, Ful, 67, [ 23] Akgün, F., 994. Kö mül i n Kndiliği ndn Yan ması nı n Toi k v Dnysl İnclnmsi, Dok oa Tzi, İ TÜ Fn Bili ml i Ensiüsü, İsanbul. [ 24] Akgün, F., v Aısoy, A., 993. Kö müli n Kndiliği ndn Yanmaya Kaşı Ya kı nlı kl aı nı n İncl n msi, 3. Yan ma S mpozyumu, Bildii Kiabı, Kiazlı yayl a Tsisli, Busa, 9-2 T mmuz, [25] Dumansız Kazan Emi syonu Öl çüm Rapou, 994. Gazi Üni vsisi, Ankaa. [ 26] i ns, W., 987. Fl ui dizd Bd Co mbusi on of a si ngl Ca bon aical, hd Thsis, Uni vsiy of Tn. [ 27] I ncopa, F.. and D Wi, D.., 996. Funda mn als of Ha and Mass Tansf, John Wil y &Sons Inc. [ 28] on, D. G., i o, I. F., 996. D mi nai on of Moi s u Con n i n o Sai on Coal Usi ng Mi coavs, Ful, 75,

45 [ 29] All adi c, D. J. and Evans, D. G., 978. Anal yical M hods f o Coal and Coal oduc, [ 30] Van Bakl, J., 980. Mass Tansf in Convci v D yi ng, Advancs i n D yi ng Vol, Ed. Muj umda, A. S., H mi sph ublishi ng Co poai on, N Yo k, [ 3] Cl mns, A. H., Ma hson, T. W., 996. Th Rol of Moi su i n h Slf- Hai ng of Lo- Rank Coals, Ful, [ 32] Oku an, H., Eki nci, E., Aısoy, A., Sabi Ya aklı Yakı cılada Kö mü ün Yan ması v Kö mü Ru ubi ni n Emi syonl aa E kisi ni n A aşııl ması, 5. Kömü Tknol ojisi v Kull anı mı Smi ni, Ankaa. [ 33] a anka, S. V., Nu mical Ha Tansf and Fl ui d Fl o, H mi sph ublishi ng Co poai on, N Yo k. 36

46 ÖZGEÇMİ Ş Şul Bi n Akyüz, 978 yılında İsanbul da doğdu. İl k, oa v lis öğni mi ni isanbul da a ma ml adı. 996 yılı nda Y. T. Ü Makina Fakülsi Maki na Mühndisli ği Böl ümü n gidi v 2000 yılında mzun ol du yılında İ. T. Ü. Fn Bili ml i Ensiüsü Maki na Mühndisliği Anabili m Dalı Enji oga mı nda Yüksk Li sans öğni mi n başladı v aynı za manda 2002 yılından ii ban özl bi şik çalış mak adı. 37