UTICAJ MODELA ZRAČENJA NA REZULTATE NUMERIČKIH...
Transcript of UTICAJ MODELA ZRAČENJA NA REZULTATE NUMERIČKIH...
UTICAJ MODELA ZRAČENJA NA REZULTATE NUMERIČKIH SIMULACIJA LOŽIŠTA ZA SAGOREVANJENUMERIČKIH SIMULACIJA LOŽIŠTA ZA SAGOREVANJE
UGLJENOG PRAHA
INFLUENCE OF THE RADIATION MODELS ON RESULTSINFLUENCE OF THE RADIATION MODELS ON RESULTS OF NUMERICAL SIMULATIONS OF PULVERIZED COAL
FURNACES
N. Đ. Crnomarković*, M. A. Sijerčić*, S. V. Belošević*, B. D. Stanković*, D. R. Tucaković**, T. V. Živanović**
*Institut za nuklearne nauke Vinča, Univerzitet u BeograduLaboratorija za termotehniku i energetiku
P Fah 522 11001 Beograd SrbijaP. Fah 522, 11001 Beograd, Srbija**Mašinski Fakultet, Katedra za termotehniku
Kraljice Marije 16, 11120 Beograd, Srbija
REDOSLED IZLAGANJA
UVOD-UVOD
OPIS KOTLA I LOŽIŠTA-OPIS KOTLA I LOŽIŠTA
-OPIS NUMERIČKE SIMULACIJE I MODELA ZRAČENJAOPIS NUMERIČKE SIMULACIJE I MODELA ZRAČENJA
-REZULTATI
-ZAKLJUČAK
UVOD
-Oko 30% energije oslobođene sagorevanjem uglja predaje se prijemniku toplote u ložištuprijemniku toplote u ložištu
- 90-95% energije koja se razmeni u ložištu razmeni se zračenjem
- Oko 50% energije predaje se prijemniku toplote u pregrejačima pare, naknadnom pregrejaču pare i zagrejaču vode
- Oko 10% energije predaje se prijemniku toplote u zagrejaču vazduha
- Oko 10% energije je gubitak
MODELI ZRAČENJA U NUMERIČKIM SIMULACIJAMA
Fluksni modeli zračenja: Zonalni modeli zračenja:
-Višefluksni modeli (4,6 flukseva) -Hottel-ov zonalni model
-Model diskretnih ordinata
-Model sfernih harmonika
-Monte Carlo
-Model diskretnog transfera
-Model diskretnog transfera
A2-TENT, 210 MW
skg181D =
MPa8,13ps =
C0,540ts °=s
skg61,73B =
MODEL LOŽIŠTAMODEL LOŽIŠTA
Desnizid
Levizid
Recirkulacionit
Otvorzamerenje otvor
Gorionik
merenje
40,0
5
22,3
Zadnji
13,5
Prednjiid
xzy
15,5
jzidzid
OPIS NUMERIČKE SIMULACIJE
K ti l f i j ki d j i-Kontinualna faza opisuje se vremenski osrednjenim diferencijalnim jednačinama u Euler-ovom polju
d đi j lj i i k k i i l i-Za određivanje polja pritiska koristi se algoritam SIMPLE
-k-ε model turbulencije
-Disperzna faza predstavlja se putem trajektorija sa p p j p j jkonstantnim protokom čestica
-Za povezivanje kontinualne i disperzne faze koristi seZa povezivanje kontinualne i disperzne faze koristi se PSI CELL koncept
NUMERIČKA MREŽANUMERIČKA MREŽA
-BLOKOVSKA, STRUKTUIRANA ORTOGONALNA MREŽA
-ZA POLJE ZRAČENJA: 40x14x16=8960
-BROJ ZAPREMINSKIH ZONA 7956
Š-BROJ POVRŠINSKIH ZONA 1712
-ZA STRUJNO POLJE: 82x30x34=83640
HOTTEL-OV ZONALNI MODEL ZRAČENJA
P d l id l žišt ši k i-Podela zidova ložišta na površinske zone i
zapremine ložišta na zapreminske zone
g,aMN K
EVK4EGGEGSS ⎟⎞
⎜⎛
+= ∑∑a1m
Vi,biaVk,bim1n
Aj,bini,g,rad,H KEVK4EGGEGSS ⎟
⎠⎜⎝
−+= ∑∑==
ii
M
Vm,bim
N
An,bini,up AESGESSQ ε⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛+= ∑∑
1m,i
1n,i,p
⎠⎝∑∑==
MODEL ZRAČENJA ŠEST FLUKSEVA
( )[ ] II∂ +
( )[ ]6IKIIIIsbIfIKIK
xI b
azzyyxxsxtx +++++++−=
∂∂ −+−+−++
( )[ ] II∂ −
( )[ ]6IKIIIIsbIfIKIK
xI b
azzyyxxsxtx +++++++−=
∂∂
− −+−++−−
−+ += xxx IIF xxx
−+ −= xxx IIQ
xFQ x
radx,net ∂∂
Γ=
( ) ( ) ( )3I1FFs2Fbf1
xF
xK1 b
zyxx
radt
ω−++ω+ω−ω−−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
∂∂
Γ∂∂
( )bzyxg,ag,rad,H IFFFKS −++=
TF 4
ρ+εσ−
=1
TFQ4wx
up
POREĐENJE SA REZULTATIMA MERENJA
POREĐENJE TEMPERATURE
1500
1600
1700
1300
1400
1500
(K)
1000
1100
1200
Tem
pera
tura
Merenjel l i d l
800
900
1000T Hottel-ov zonalni model Model šest flukseva
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0700
z (m)
POREĐENJE UPADNOG FLUKSA
250
200
250
150
200
)
100
150
up (k
W/m
2 )
50
Qu
MerenjeHottel-ov zonalni model Model šest flukseva
0 2 4 6 8 10 12 140
0 2 4 6 8 10 12 14y (m)
POREĐENJE NUMERIČKIH SIMULACIJAPOREĐENJE TEMPERATURSKOG POLJA
1700160015001400
T (K)
1300120011001000900800700
x
y z
600500400
x
y z
Model šest flukseva Hottel-ov zonalni modelModel šest flukseva Hottel ov zonalni model
POREĐENJE TEMPERATURSKOG POLJA
1700160015001400
T (K)
14001300120011001000900800
x
800700600500400
x
y z
y z
Model šest flukseva Hottel-ov zonalni modelModel šest flukseva Hottel ov zonalni model
POREĐENJE TEMPERATURSKOG POLJA
17001600150014001300
T (K)
1300120011001000900800700
x
y z
700600500400
x
y z
Model šest flukseva Hottel-ov zonalni modelModel šest flukseva Hottel ov zonalni model
POREĐENJE RADIJACIONOG POLJA
403020
Srad (kW/m3)
20100
-10-20-3040-40
-50-60-70-80-90100
x
y z
-100-110-120-130-140-150
x
y zy z -160
Model šest flukseva Hottel-ov zonalni modelModel šest flukseva Hottel ov zonalni model
POREĐENJE RADIJACIONOG POLJA
403020
Srad (kW/m3)
100
-10-20-3040-40
-50-60-70-80-90100
x
y z
-100-110-120-130-140-150
x
y zy z
-160
Model šest flukseva Hottel-ov zonalni modelModel šest flukseva Hottel ov zonalni model
POREĐENJE RADIJACIONOG POLJA
403020100
Srad (kW/m3)
0-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110
x
y z
-110-120-130-140-150-160
x
y z
Model šest flukseva Hottel-ov zonalni modelModel šest flukseva Hottel ov zonalni model
POREĐENJE UPADNIH FLUKSEVA ZRAČENJA
170160150
Qup (kW/m2)
170160150
Qup (kW/m2)
150140130120110100
150140130120110100100
9080706050
9080706050
403020100
403020100
Model zračenja šest flukseva H l l i d l č jModel zračenja šest flukseva Hottel-ov zonalni model zračenja
ZAKLJUČAKZAKLJUČAK
PRIMENOM MODELA ZRAČENJA ŠEST FLUKSEVA-PRIMENOM MODELA ZRAČENJA ŠEST FLUKSEVA MOGU SE DOBITI KVALITETNI REZULTATI
-MODEL ZRAČENJA ŠEST FLUKSEVA PRUŽA NIZ PREDNOSTI U ODNOSU NA HOTTEL-OV ZONALNI MODEL ZRAČENJA:ODNOSU NA HOTTEL OV ZONALNI MODEL ZRAČENJA:
-RELATIVNO JEDNOSTAVAN
-NEMA OGRANIČENJA U VEZI SA BROJEM KONTROLNIH ZAPREMINA
-PRIMENJUJE SE ISTI ALGORITAM REŠAVANJA KAO I ZA JEDNAČINE GASNE FAZE
-LAKO SE PRIMENJUJE MODEL TSSG
-MOGUĆNOST ANALIZE ANIZOTROPNOG RASIPANJA ZRAČENJA