Türbin Motorlar -4 Yanma Odası

Üçüncü bölümümüz enerjinin üretildiği yanma odasıdır. Bu bölümde kompresörden gelen yüksek basınçlı hava ile yakıt karıştırılarak yakılır. Buradaki yanma piston motorlarda olduğu gibi değil sürekli devam eden bir faaliyettir. Yani motor çalıştırılırken bujilerin ilk ateşlemesinden sonra yanma sürekli devam eder.  Bu bölümn amacı yakıt-hava karışımını en etkin verim elde edecek şekilde yanmasını sağlamaktır. Çünkü yanma kritik bir süreçtir ve çok hassas bir tasarım gerektirir. Sürekli yanma uygun yakıt-hava karışımı, yüksek ısının uygun dağıtımı , boyut ve ağırlık olarak da küçük olmalıdır.

Şimdi çalışmasını  biraz inceleyelim. Kompresörden gelen havanın hızı yaklaşık 500ft/sn’dir. Verimli bir yanma için çok yüksek hızda olan bu hava yavaşlatılmalı ve böylece statik basıncı yükseltilmelidir. Bunun için havanın akışını değiştiririz. Gelen havanın bir kısmı direk yanma odasına ,büyük bir kısmı ise yanma çemberine ilerideki kanallardan girer. Böylece içeriye ilk giren hava da çemberin etrafından geçen hava kullanılarak  yavaşlatılır.

Verimli bir yanma için hava-yakıt oranı 15-1 , 18-1 olmalıdır. Fakat böyle bir yanma sonucunda ortaya çıkan ısı çok yüksek olduğu için 45-1,130-1 arasındaki oranlar kullanılır. (Burada bir parantez açıp Hot-Start nedir diye düşünelim: Çalıştırma esnasında çeşitli sebeplerle  yeterli hava gelmemesi ve buna bağlı olarak yakıt hava karışım oranında yakıtın artması yani verimli yanması sonucu yüksek sıcaklık ortaya çıkması mı?? Ve genel  emercensi mantığının ortama daha fazla hava gönderip yakıtın kesilerek  karışımın dengesinin bozulması mı??)   Buna rağmen ortaya sıcaklık 1800-2000 C dir ve bu şekilde egzoz kısmına  bu sıcaklıkta gelmesi ve egzoz kısmının buna dayanması  mümkün değildir. Yeterli soğumayı yanma odasının çevresindeki deliklerden giren hava sağlar. Yani Yanma odasına giren havanın büyük kısmı yanarak enerji üretmekten çok soğutma ve hızı yavaşlatmada kullanılır. Kompresörden gelen havanın yaklaşık %20-%25’i yanma için kullanıldığına dikkat edersek ne kadar az olduğunu görebiliriz.

Gelelim yanma odası tiplerin. Genel olarak 3 tip yanma odası vardır.

1-Çoklu Bölme : Bu tipte yanma odaları birbirinden ayrı küçük bölmelerdir. Her biri birbirinden bağımsız yanar ve çıkışları aynı yerde toplanır.

2- Kanül Tip: Bu tipte dairesel çember içerisindeki birbirinden ayrı yanma odaları vardır. Hava girişi hepsine içinde bulundukları çemberden sağlanır.

3- Çember Tip: Bu tip en yaygın olarak kullanılandır. Yanma odası yekpare yapıda ve daire biçiminde tüm motoru sarar. Hava girişi üst ve alt bölümden sağlanır.  Tasarım gereği daha az yer kaplar ve daha hafif yapıdadır. Hava çemberin etrafından  dönerek kompresörden gelen havanın ısınmasını sağlar.

Sıralama yaparsak önce çoklu-bölme tipi,sonra kanül tip ve en son olarak da çember tip kullanılmaya başlandı.

Yanma odamıza yakıt ileten nozzle’larımız için de  çeşitli seçenekler vardır. Genelde iki tiptir. Yakıtın verimli yanması için ya buharlaştırılıp yada küçük parçalara ayrılmış olarak hava ile buluşması gerekir. (Vaporizer/Atomizer). Buharlaştırıcı tipte yakıt yanma odasına girmeden yanma odası sıcaklığı ile buharlaştırılıp hava ile karıştırılır.

Atomiser tipte ise duş başlığına benzer bir yapıda yakıt küçük parçalara ayrılır.  Bu tip de kendi içinde tekli-ikili-döner sprey gibi tipleri vardır. Genel yanma mantığını anlamak için aşağıdaki videoda yanma odası bölümüne bakmak yeterlidir.