Numerical modelling of radiative heat transfer and tabulated chemical kinetics in multiphase reactive processes

doctoral thesis

• Title (english): Numeričko modeliranje prijenosa topline zračenjem i tabelirane kemijske kinetike u višefaznim reaktivnim procesima
• Author: Filip Jurić https://orcid.org/0000-0002-9579-2949
• Mentor: Neven Duić (mentor)
• Committee member: Milan Vujanović (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Darko Kozarac (član povjerenstva)
• Committee member: Pedro Jorge Martins Coelho (član povjerenstva); VIAF: 99881961
• Committee member: Jakov Baleta (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2023-06-01, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering
• Universal decimal classification (UDC): 53 - Physics

Abstract

Radiative heat transfer plays a significant role in total heat transfer in industrial systems
that operate at high temperatures. Therefore, this research aims to develop and implement a
new model for calculating the radiative absorption coefficient that considers the radiative
spectral properties of the medium. The discrete ordinates model for control volumes will be
applied to solve the radiative transfer equation. The proposed model will be validated using
analytical results for simple geometries and experimental data from industrial systems.
Additionally, an automated procedure will be developed for efficiently calculating laminar
flame velocity and the autoignition of an air-fuel mixture using tabulated chemical kinetics. The
implemented radiative absorption coefficient model and developed automated procedure will
provide more accurate and industrially feasible calculations of multiphase reactive processes.

Abstract (croatian)

Prijenos topline zračenjem ima značajan udio u ukupnom prijenosu topline u industrijskim
sustavima koji rade pri visokim temperaturama. Stoga je zadaća ovog rada razvoj i
implementacija novog modela za izračun koeficijenta apsorpcije zračenja. Prilikom izračuna
koeficijenta apsorpcije zračenja dodatno će se uzeti u obzir spektralna svojstva medija, a za
rješavanje jednadžbe prijenosa topline zračenjem primijenit će se model diskretnih ordinata za
kontrolne volumene. Validacija modela provest će se na jednostavnim geometrijama za koje
postoje analitički rezultati i na industrijskim sustavima s eksperimentalnim podacima. Također
će se razviti automatizirani postupak za učinkovit izračun brzine laminarnog plamena i
samozapaljenja smjese goriva i zraka primjenom tabelirane kemijske kinetike. Implementirani
model koeficijenta apsorpcije zračenja i razvijena automatizirana procedura služit će za točnije
i industrijski prihvatljive proračune višefaznih reaktivnih procesa.

• Keywords: radiative heat transfer; radiative absorption coefficient; laminar flame speed; autoignition; emission; internal combustion engine
• Keywords (croatian): prijenos topline zračenjem; koeficijent apsorpcije zračenja; laminarna brzina plamena; samozapaljenje; emisije; motor s unutrašnjim izgaranjem
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:689233
• Study programme: Title: Mechanical Engineering and Naval Architecture; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje tehničkih znanosti (doktor/doktorica znanosti, područje tehničkih znanosti)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2023-06-06 12:49:46