--- title: Gaz Türbinlerinde Swirler Açısı ve Yanma Performansına Etkisi slug: gaz-turbinlerinde-swirler-acisi-ve-yanma-performan url: /detay/gaz-turbinlerinde-swirler-acisi-ve-yanma-performan type: article language: Türkçe entity: primary: Gaz Türbinlerinde Swirler Açısı ve Yanma Performansına Etkisi type: article disambiguation: Gaz türbinlerinde swirler açısının yanma performansına etkisi. Optimum açı, verimli yanma ve düşük emisyon sağlar. categories: - name: Havacılık Ve Uzay slug: havacilik-ve-uzay url: /kategori/havacilik-ve-uzay tags: - Yanma analizi - Jet engine - Havacılık Motorları - CFD - ansys fluent - combustion chamber - yanma odası - jet motoru - gaz türbini - Mühendislik author: Doğukan Boz created_at: 2025-03-19T12:48:23.839416+03:00 updated_at: 2025-04-18T00:01:59.710940+03:00 --- # Gaz Türbinlerinde Swirler Açısı ve Yanma Performansına Etkisi ## KURE Information Cards ### KURE Information Card: Gaz Türbini Yanma Odası ![30-45-60 Karşılaştırma.png](https://cdn.t3pedia.org/media/uploads/2025/03/19/CYQfB9m4fmB5d15MPIhOsxeK7kZhZox5.png) | Field | Value | |-------|-------| | Yanma Odası Bölgeleri | Seyreltme Bölgesi (Dilution Zone),Ara Bölge (Intermediate Zone),Birincil Bölge (Primary Zone) | | Açılara Göre Sıcaklık Dağılımı | 60° açısında türbülans maksimum seviyeye ulaşarak karışımı en iyi hale getirir ancak akışsal kararsızlık riski oluşturabilir.,45° açıda türbülans kinetik enerjisi yanma odasının daha geniş bölgelerine yayılır.,30° swirler açısında dar ve yüksek sıcaklık çekirdeği oluşarak NOₓ emisyonu artabilir. | | Tanım | Swirler açısı: gaz türbinlerinde yanma odasında hava ve yakıt karışımının dağılımını ve yanma verimini etkileyen önemli bir parametredir. | ## Article Content Gaz türbinlerinde swirler açısı, yanma odasında hava ve yakıt karışımının dağılımını ve yanma verimini doğrudan etkileyen kritik bir parametredir. Swirler, hava akışına girdap (swirl) hareketi kazandırarak alev stabilitesini artırır, karışımı homojen hale getirir ve yanma verimini iyileştirir. Açının büyüklüğü, alev şekli, sıcaklık dağılımı, yanma hızı ve emisyon değerleri üzerinde belirleyici bir rol oynar. [Optimum](/tr/detay/optimum-b0edf/llms.txt) bir swirler açısı, daha verimli bir yanma süreci sağlarken, aynı zamanda düşük emisyon ve güvenilir bir [çalışma](/tr/detay/calisma/llms.txt) performansı sunabilir. Ancak [yanlış](/tr/detay/yanlis-e053c/llms.txt) açı seçimleri, alev sönmesi, düzensiz yanma ve aşırı sıcaklık bölgeleri [gibi](/tr/detay/gibi-749510/llms.txt) sorunlara [yol](/tr/detay/yol-3/llms.txt) açabilir. Bu nedenle, gaz türbinlerinde swirlerin tasarımı dikkatle optimize edilmelidir. ### **Yanma Odası Bölgeleri** Yanma odasının içi üç kısımdan oluşmaktadır: Birincil [bölge](/tr/detay/bolge-2/llms.txt) (primary zone), ara bölge (intermediate zone) ve seyreltme bölgesi (dilution zone). Birincil bölgenin [ana](/tr/detay/ana-751169/llms.txt) işlevi, alevi sabitlemek ve gelen yakıt-hava karışımının tamamen yanmasını sağlamak için yeterli [süre](/tr/detay/sure-750120/llms.txt), sıcaklık ve türbülansı sağlamaktır. Ara bölgenin amacı yanma ürünlerinin sıcaklığını düşürmek ve yanma sürecini tamamlamaktır. Birincil bölgede oluşan yüksek sıcaklıkların kontrol altına alınabilmesi için ek hava bu kısımdan girer ve yanma sürecinde yanmayan yakıt bu bölgede fazla hava ile yakılır. Seyreltme bölgesinin amacı yanma odasında oluşan sıcak gazların daha da soğutularak [türbin](/tr/detay/turbin-749262/llms.txt) giriş sıcaklığının düşürülmesini sağlamaktır. ![Image](https://cdn.kureansiklopedi.com/media/uploads/2025/03/19/0Q8SaXABh2p6S6c4v9P5ctlv3CqoW7GX.png) Yanma odasının kısımları ve hava dağılımları ### **Swirler** Birincil bölgedeki hava akış düzeni, alev kararlılığı açısından büyük [önem](/tr/detay/onem/llms.txt) taşır. Farklı hava akış düzenleri kullanılmakla [birlikte](/tr/detay/birlikte/llms.txt), hepsinin [ortak](/tr/detay/ortak/llms.txt) özelliği, sıcak yanma ürünlerinin bir kısmını gelen hava ve yakıt ile karıştırarak yeniden dolaşıma sokan girdaplar oluşturulmasıdır. Birincil bölgede hava geri dönüşümünü sağlamak için en etkili yöntemlerden biri, yakıt enjektörünün etrafındaki [kubbe](/tr/detay/kubbe-2/llms.txt) alanına swirler yerleştirerek girdaplar oluşturmaktır. Swirler, hava akışına [dönme](/tr/detay/donme-2/llms.txt) hareketi kazandırarak yanma bölgesinde daha iyi hava yakıt karışımı, daha yüksek [türbülans](/tr/detay/turbulans-2/llms.txt) ve dolayısıyla daha verimli yanma oluşmasını sağlamaktadır. ![Image](https://cdn.kureansiklopedi.com/media/uploads/2025/03/19/vZCy6Xep552UlSI9eIX2n5WPeBiul2GK.jpg) Tasarımı yapılan swirler Örnek bir tasarım sürecinde [Ansys](/tr/detay/ansys-750885/llms.txt) Discovery kullanılarak kolaylıkla swirlerin oluşturduğu girdaplar incelenmiş ve tasarımda gerekli değişiklikler yapılmıştır. ![Image](https://cdn.kureansiklopedi.com/media/uploads/2025/03/19/AioUffikl3JJJxIVR37zFFldxFiYXZ1S.png) Ansys Discovery ile yapılan CFD analizi ### **Non-Premixed Yanma Analizi ve Sonuçları** Örnek araştımada, farklı swirler açıları için non-premixed yanma analizi yapılmıştır. Türbülanslı akışın modellenmesi için SST k-ε yaklaşımı kullanılmış olup, bu model hem [duvar](/tr/detay/duvar-3/llms.txt) yakınındaki hem de serbest bölgedeki türbülansı yeterli doğrulukla çözebilmektedir. Ayrıca yanma süreci, yakıt (CH4) ve oksitleyicinin (O2) ayrı ayrı beslendiği ve akış içinde karışarak tepkimeye girdiği non-premixed yanma türü üzerinden çözümlenmiştir. Elde edilen sonuçlar aşağıdaki görselde verilmiştir. ![Image](https://cdn.kureansiklopedi.com/media/uploads/2025/03/19/AE7bzKnTJA8QjyqgBBeJ6906h3KDfJlw.png) Elde edilen analiz sonuçları ##### **Sıcaklık Dağılımı** 30° swirler açısında, nispeten düşük girdap nedeniyle hava-yakıt karışımının merkezde toplanması sonucu daha dar ve yüksek sıcaklık çekirdeği oluşmaktadır. Bu [durum](/tr/detay/durum-5/llms.txt) lokal aşırı ısınma ve yüksek NOₓ emisyonu riski doğurabilir. 45° açıda, artan dönel hareketle birlikte sıcaklığın yanma odası boyunca daha geniş bir alana yayıldığı, ancak yine de merkezde belirgin bir sıcak bölgenin kaldığı gözlenir. 60° swirler açısında ise en yüksek dönel akış sayesinde [karışım](/tr/detay/karisim-748183/llms.txt) daha homojen dağılır ve tepe sıcaklıklar önceki iki açıya göre düşer; böylece genel ısıl dağılım daha dengeli ve potansiyel olarak NOₓ emisyonu daha düşük hale gelir. ##### **Türbülans Kinetik Enerjisi (TKE)** Düşük swirl açısında (30°), türbülansın büyük ölçüde giriş bölgesinde yoğunlaştığı ve yanma odası içinde hızla azaldığı görülür. Bu, karışımın yeterince etkileşime girmemesine [sebep](/tr/detay/sebep/llms.txt) olur. 45° açı, türbülans kinetik enerjisinin artarak giriş bölgesinden yanma odasının daha geniş kısımlarına yayıldığını gösterir, karışımı büyük oranda iyileştirir. 60° açısında ise TKE değerleri belirgin şekilde yükselir ve neredeyse tüm yanma odasına daha eşit şekilde yayılır. Bu güçlü türbülans, [hızlı](/tr/detay/hizli/llms.txt) ve homojen hava-yakıt karışımı sağlarken, aynı zamanda sistemde akışsal kararsızlıkları artırabilecek bir unsur olarak da dikkat çeker. ## Academic Sources and References 1. Davidović, N. S., N. M. Kolarević, M. B. Stanković, and M. V. Miloš. “Research of Expendable Turbojet Tubular Combustion Chamber.” Advances in Mechanical Engineering 14, no. 5 (2022).Lefebvre, Arthur H., and Dilip R. Ballal. Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions. 3rd ed. Boca Raton, FL: CRC Press, 2010. https://doi.org/10.1201/9781420086058.Ibrahim, I. Enagi, K. A. Al-Attab, and Z. A. Zainal. “Combustion Chamber Design and Performance for Micro Gas Turbine Application.” Fuel Processing Technology 166 (2017): 258–68. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2017.05.037.Rolls-Royce plc. Jet Engines. 5th ed. Derby, England: Rolls-Royce plc, 1996. https://www.valentiniweb.com/piermo/meccanica/mat/Rolls%20Royce%20-%20The%20Jet%20Engine.pdf.