Utjecaj modela turbulencije na rezultate numeričke simulacije izgaranja ugljene prašine

master's thesis

• Title (english): Effect of turbulent models on the results of the numerical simulation of pulverized coal combustion
• Author: Damir Foschio
• Mentor: Neven Duić (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2012-07-09, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

U ovom radu numeričkim je putem izvršena simulacija izgaranja ugljene prašine u ložištu. Provedena je analiza utjecaja tri modela turbulencije: k-ε, k-ζ-f i PA\NS. Za simulaciju je korišten komercijalan CFD programski paket AVL CFD-Workflow Manager/FIRE koji se sastoji od predprocesora FAME, rješavača FIRE i postprocesora IMPRESS. Numerički model temelji se na Eulerovom pristupu za plinovitu fazu, te na Lagrangeovom pristupu za čestice. U ovom radu korišten je RANS (Reynolds Averaged \Navier-Stokes) pristup modeliranju turbulencije temeljen na Boussinesqovoj hipotezi turbulentne viskoznosti. Za opisivanje procesa izgaranja ugljene prašine koristio se dostupni matematički model izgaranja ugljene prašine u rješavaču FIRE, modeliran Arrheniusovom jednadžbom brzine reakcije. Također su detaljno opisani procesi pirolize i oksidacije koji se javljaju prilikom izgaranja ugljene prašine. U radu je korišten P1 matematički model prijenosa topline zračenjem. Sve simulacije provedene su s istom geometrijom ložišta. Radi pojednostavljenja korišten je dvodimenzionalni pristup simulacije računalne domene. Parcijalne diferencijalne jednadžbe koje opisuju model prijenosa topline i mase u ovom radu rješavaju se metodom kontrolnih volumena. Korištena je kombinacija Minmod-relaxed shema diferencije u omjeru 30% UDS naprema 70% CDS. Prvi dio rada sastoji se u generiranju mreže kontrolnih volumena za zadanu geometriju. U drugom dijelu simulirano je izgaranje ugljene prašine za različite modele turbulencije. Na kraju je prikazana usporedba eksperimentalnih podataka s rezultatima dobivenim simulacijom te odabran optimalni model turbulencije za prikazani slučaj.

• Keywords: CFD; ugljena prašina; izgaranje; modeli turbulencije
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:850784
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-05-22 01:20:14