NUMERIČNA ANALIZA POGOJEV ZGOREVANJA ODPADKOV IN OPTIMIZACIJA ZGOREVALNEGA PROSTORA KURILNE NAPRAVE Z REŠETKOKapitler, Miran (Avtor) Samec, Niko (Mentor) Škerget, Leopold (Komentor) Modeliranje sežiga komunalnih odpadkovkurilna napravasežig v plasti na rešetkiračunalniška dinamika tekočinsledenje delcev pepelaoptimiranje pogojev zgorevanja in geometrije zgorevalnega prostoraobčutljivost parametradiagram odzivalinearna korelacijska matrikahistogramračunalniški program ANSYS WORKBENCH 2 − CFX 13.0.Proces zgorevanja, ki se odvija v kurilnih napravah in uporablja mestne komunalne odpadke kot gorivo, zahteva natančno razumevanje tega fenomena. Ta proces je odvisen od mnogih vhodnih parametrov, kot je kvalitativna analiza mestnih komunalnih odpadkov, letni čas, hitrost vstopnega primarnega in sekundarnega zraka, ter od izhodnih parametrov, kot je temperatura ali masno razmerje produktov zgorevanja na izstopu. Upravljanje s spremenljivostjo in medsebojno odvisnostjo teh parametrov je v praksi lahko zelo oteženo, saj moramo zagotoviti optimalno zgorevanje z minimalnimi emisijami polutantov že v projektni fazi. Z uporabo računalniške dinamike tekočin smo proučevali realno kurilno napravo z zgorevanjem na rešetki s programskim paketom ANSYS CFX v okolju WORKBENCH 2. V nalogi smo uporabili variabilne robne pogoje vhodnih parametrov, ki bazirajo na rezultatih drugih avtorjev, in uporabili turbulentne, zgorevalne in sevalne modele ter modele za prenos toplote. Nadalje smo optimirali obratovalne pogoje obstoječe kurilne naprave in geometrijske parametre nove s pomočjo ciljno usmerjene optimizacije, tridimenzionalno napovedali in slikovno predstavili čas zadrževanja, temperaturna in hitrostna polja, tokovnice, sledili delcem letečega pepela, poljam koncentracij reaktantov in produktov zgorevanja ter formiranju dušikovih oksidov. Cilj optimizacije je ugotoviti vrednost posameznega vhodnega parametra, pri katerem obstoječa naprava dosega optimalne ali kritične − škodljive obratovalne pogoje oziroma optimalne dimenzije nove. Odvisnost med vhodnimi in izhodnimi parametri, ki jih definiramo in predstavljajo specifične pokazatelje popolnosti zgorevanja, smo prikazali v odzivnih diagramih, stopnjah občutljivosti posameznega parametra, histogramih in linearnih korelacijskih matrikah. Ta spoznanja nam zagotavljajo pomoč pri upravljanju kurilne naprave in preprečevanju kritičnih režimov obratovanja pri neugodnih spremembah obratovanja ter pri snovanju novih. Prikazan znanstveni pristop omogoča CFD analizo, numerično optimizacijo obratovalnih pogojev in zgorevalnega prostora že v sami projektni fazi snovanja bodoče kurilne naprave, kar nam omogoča hitrejši in učinkovitejši razvoj izdelka s pričakovano kakovostjo in obratovalno zanesljivostjo ter občutno znižuje stroške raziskav in daje prednost pred konkurenco. M. Kapitler]20122012-04-20 21:54:41Doktorska disertacija22762UDK: 628.4.03(043.3)COBISS_ID: 261987328NUK URN: URN:SI:UM:DK:PYKI9URSsl