Yakıtlar ve Yanma

Makine ve Teçhizat dersinin 8. Ünitesi olan Yakıtlar ve Yanma konulu ünitede, yakıtlar tanımlanarak doğal ve sentetik yakıtlar fiziksel hallerine göre sınıflandırılmıştır. Ünite fiziksel hallerine göre sınıflandırılan yakıtlar üzerinden devam etmektedir.

Katı, sıvı ve gaz fazında yakıtların oluşumları, elde edilişleri, fiziksel ve kimyasal özellikleri, kullanım yerleri ve yanma performansları ve bunlara ilaveten neden oldukları CO2 , CO, H2O, SOx ve NOx ve partikül madde gibi emisyonlar bu ünitede ele alınmaktadır.

Katı yakıtlar başlığı altında kömür bitki ve hayvan fosillerinin havasız ortamda bakteriler tarafından parçalanarak zaman içerisinde oksijen (O) ve hidrojen (H) içeriğinin azalıp karbon (C) içeriğinin artmasıyla oluştuğu ve kömürün antrasit, bitümlü (alt bitümlü ve taş kömürü), linyit ve turba olmak üzere temelde dört ana gruba ayrıldığı detaylı olarak açıklanmıştır.

Sıvı yakıtlar bölümünde ise, sıvı yakıtların doğal kaynaklı sıvı yakıtlar ve sentetik sıvı yakıtlar olarak ikiye ayrıldığı, sıvı yakıtların temelinin petrol olduğu ve ham petrolün rafinasyonu ile kaynama noktası farkından yararlanılarak petrol fraksiyonları olan %30 benzin, %20-40 dizel, %20 ağır yakıt, %10-20 oranında da ağır yağlar birbirinden ayrılabildiği anlatılmıştır. Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG), benzin, motorin, gaz yağı ve fuel oil ham petrolden elde edilen sıvı yakıtlar olarak bu bölümde ele alınmıştır.

Gaz yakıtlar bölümünde doğal gaz, sıvılaştırılmış doğal gaz, hava gazı ve biyogaz gaz yakıtlara örnek verilmiş ve bu yakıtların özelliklerinden bahsedilmiştir.

En çok kullanılan fosil yakıt olarak tanımlanan kömür, petrol ve doğal gazın başlıca neden olduğu emisyonlar, CO2 , CO, H2O, SOx ve NOx ve partikül maddeler olup bu emisyonların neden oldukları temel zararlar "Gaz Emisyonları" başlığı altında özetlenmiştir.

Yine bu ünitede, enerji elde etmenin en eski ve en yaygın yolu olan yanma prosesi tanımlanmış, uygun hava-yakıt oranı, yeterli miktarda oksijen ya da hava, tutuşma için gerekli sıcaklık, yanma reaksiyonunun gerçekleşmesi için yeterli zaman ve oluşan alevlerin ilerlemesi için yeterli yakıt yoğunluğu gibi parametreler yanmanın gerçekleşmesi için gerekli koşullar olarak incelenmiş ve saf oksijenle ya da hava ile yakma arasındaki fark detaylı olarak açıklanmıştır.

Yanma ismini verdiğimiz oksidasyon tepkimesi, ince bir tabaka olan alev içerisinde gerçekleştiği, yakıtların temel bileşenleri olan karbon ve hidrojenin yanabilen malzemeler olduğu, karbonun oksijenle reaksiyonu CO ve CO2 oluşumu şeklinde iki aşamada gerçekleştiği ve yanma işleminin saf oksijen yerine hava ile gerçekleştiriliyorsa karbon dioksit (CO2) ve suyun (H2O) yanında azot gazı (N2) gazı elde edildiği yanma prensipleri başlığında detaylı olarak açıklanmıştır

Yanma kimyası başlığı altında ise adyabatik alev sıcaklığı ve çiğ noktası terimleri açıklanarak ünite tamamlanmıştır.

Sonuç olarak bu üniteyi çalışan öğrencilere; yanma prosesinin temel bileşenlerinin tanıtılması, yanma olayı, yanma verimi ve yanma gazı emisyonları hakkında en temel anlayışların kavratılması hedeflenmektedir. Dünya genelinde en sık kullanılan enerji üretim metodu olan yanma daha ziyade doğal kaynaklı ve sentezlenebilir yakıtların yakılması temeline dayanmaktadır. Bu nedenle bu ünitede yakıtlar ve yanma üzerine temel oluşturacak bilgiler ele alınmaktadır.