A CFD Assisted Study: Investigation of the Transformation of A Recuperative Furnace to Regenerative Furnace For Industrial Aluminium Melting

Ömür BOZKURT; Mehmet Fatih KAYA

Makale detayları

A CFD Assisted Study: Investigation of the Transformation of A Recuperative Furnace to Regenerative Furnace For Industrial Aluminium Melting

Yazarlar:

Ömür BOZKURT | Mehmet Fatih KAYA

Yayıncı:

TMMOB Makina Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Mühendis ve Makina 2021 Vol.62 Issue 703, pp.245-261

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2021

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000600275

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2667-7520

pISSN:

1300-3402

Özet:

 

In industrial applications, pre-heating and re-heating of the exhaust air have very big savings of fuel costs and emissions. Especially, recuperative, and regenerative furnaces are an efficient method to obtain more heat sources. Regenerative furnace systems provide superior cost and fuel savings in industrial applications when they are adapted with suitable processes. In this study, recuperative aluminum melting furnaces are transformed with regenerative furnaces to obtain high performance aluminum melting in the manufacturing system. Several calculations and evaluations are conducted to observe the difference in the melting furnace systems by the help of mathematical modelling and CFD analysis. According to CFD results, as a design criterion, 1654 J/kg enthalpy change is calculated to improve the system performance for regenerated recuperative systems. Fuel consumption of the system is decreased around 30% and payback time is calculated as 1.43 year according to December 2018 values.

 

Endüstriyel uygulamalarda yakma havasının ön ısıtması ve yeniden kullanılması yakıt giderlerinde ve emisyon oluşumunda büyük tasarruflar sağlamaktadır. Özellikle reküperatif ve rejeneratif yakma sistemlerine sahip fırınlar yakıtın ısısından daha fazla yararlanabilmeleri sebebiyle oldukça verimli sistemlerdir. Rejeneratif fırın sistemleri uygun sistemlere adapte edildiklerinde büyük oranda yakıt tasarrufu sağlayarak ekonomik bir yakma prosesi gerçekleşmesini sağlamaktadırlar. Bu çalışmada, bir işletmede kullanılan reküperatif yakma sisteminin rejeneratif yakma sistemi ile değiştirilerek aluminyum ergitme işleminde daha yüksek performanslı bir proses oluşturulması sağlanmıştır. Bu ergitme sistemlerinin karşılaştırmalarının yapılması için matematiksel modeller ve CFD analizler yapılarak bazı hesaplamalar ve değerlendirmeler yapılmıştır. CFD analizlerine göre 1654 J/kg değerinde bir entalpi kazanımı sağlanarak reküpertif fırın sisteminin performansının arttırılacağı sonucuna varılmış olup bu değerler tasarım kriteri olarak kullanılmıştır. Ayrıca, reküperatif sistemin rejeneratif sisteme dönüştürülmesi ile sistemin yakıt tüketiminde %30’luk bir düşüş gözlenmiş olup, fırın veriminde iki katlık bir artış elde edilmiştir.

Makale detayları

A CFD Assisted Study: Investigation of the Transformation of A Recuperative Furnace to Regenerative Furnace For Industrial Aluminium Melting

Yazarlar: Ömür BOZKURT | Mehmet Fatih KAYA

Yayıncı: TMMOB Makina Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar: Uygulamalı fizik

Dergi: Mühendis ve Makina 2021 Vol.62 Issue 703, pp.245-261

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 6/2021

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000600275

Sıklık: Üç Aylık

eISSN: 2667-7520

pISSN: 1300-3402

Sayı

Yazarlar:

Ömür BOZKURT | Mehmet Fatih KAYA

Yayıncı:

TMMOB Makina Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Mühendis ve Makina 2021 Vol.62 Issue 703, pp.245-261

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2021

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000600275

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2667-7520

pISSN:

1300-3402