Ανάπτυξη μοντέλου καυστήρα ρευστοποιημένης κλίνης ανακυκλοφορίας

Abstract

Τα συστήματα καυστήρων ρευστοποιημένων κλινών ανακυκλοφορίας χρησιμοποιούνται ευρέως για την καύση στερεών καυσίμων προερχόμενα από υπολείμματα γεωργικών και ξυλουργικών εργασιών, σκουπίδια ή/και βιομάζα. Η παρούσα εργασία σχετίζεται με την ανάπτυξη ενός στατικού υπολογιστικού μοντέλου για την προσομοίωση καυστήρων ρευστοποιημένων κλινών ανακυκλοφορίας. Η ανάπτυξη του μοντέλου αυτού έγινε στο περιβάλλον εξειδικευμένου εμπορικού πακέτου υπολογισμών. Το μοντέλο περιέχει ένα προσαρμοσμένο υδροδυναμικό υπομοντέλο και ένα μοντέλο χημικών αντιδράσεων βασισμένα στην υπάρχουσα βιβλιογραφία και ανεπτυγμένα από λευκό χαρτί. Το μοντέλο παρέχει τη δυνατότητα χρήσης μίγματος δύο στερεών καυσίμων σε οποιαδήποτε αναλογία. Το υδροδυναμικό μοντέλο χρησιμοποιείται για την μοντελοποίηση των εγγενών φαινομένων της διφασικής ροής αερίου στερεού στον θάλαμο καύσης. Υπολογίζει, με χρήση η μι-εμπειρικών συσχετίσεων, τα χαρακτηριστικά της ροής στην φυσαλιδωτή φάση και την φάση του γαλακτώματος, όπως επίσης και την αλληλεπίδραση των δύο φάσεων. Το μοντέλο χημικών αντιδράσεων χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της σύστασης του καυσαερίου και εστιάζει στα προϊόντα της καύσης του άνθρακα. Επιτυγχάνει επίσης την πρόβλεψη του σχηματισμού των οξειδίων του αζώτου με ικανοποιητική ακρίβεια. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών συγκρίνονται με πειραματικά αποτελέσματα της βιβλιογραφίας τα οποία χρησιμοποιούνται και για την βαθμονόμηση του μοντέλου. Το βαθμονομημένο πλέον μοντέλο χρησιμοποιείται για την μελέτη των χαρακτηριστικών λειτουργίας πειραματικής διάταξης ονομαστικής ισχύος 30kW. Τέλος, γίνονται προτάσεις για προσθήκες και βελτίωση μελλοντικών εκδόσεων του μοντέλου.