Utjecaj modela turbulencije na rezultate numeričke simulacije izgaranja ugljene prašine

diplomski rad

• Naslov (engleski): Effect of turbulent models on the results of the numerical simulation of pulverized coal combustion
• Autor: Damir Foschio
• Mentor: Neven Duić (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2012-07-09, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

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.

• Ključne riječi: CFD; ugljena prašina; izgaranje; modeli turbulencije
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:850784
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (mag. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-05-22 01:20:14