Численное моделирование факельного горения угля микропомола в паромасляной горелке

Численное моделирование факельного горения угля микропомола в паромасляной горелке

Автор: Тэпфер Е. С., Дектерев А. А., Кузнецов В. А., Дектерев аР. А., Шадрин Е. Ю.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Рубрика: Математическое моделирование. Численный эксперимент

Статья в выпуске: 4 т.16, 2023 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена численному моделированию факельного сжигания угольного топлива в паромасляной горелке. Представлены результаты моделирования паромасляной горелки, разработанной в ИТ СО РАН, и новой факельной горелки, работающей на дизельном топливе с частичной заменой его на уголь микропомола. Сравнение результатов расчета с данными эксперимента показало их хорошее соответствие, как по уровню температуры, так и по концентрации газовых компонент продуктов горения. Результаты моделирования показали, что новая горелка устойчиво работает в широком диапазоне расхода угольной пыли. Полученные результаты численного исследования можно использовать при проектировании нового горелочного устройства, подобрав оптимальные режимы работы, для снижения на выходе концентрации вредных выбросов и недожега топлива.

Еще

Горелка, уголь микропомола, дизельное топливо, факельное горение, численное моделирование, проектирование

Короткий адрес: https://sciup.org/146282640

IDR: 146282640

Список литературы Численное моделирование факельного горения угля микропомола в паромасляной горелке

  • Вигриянов М. С., Ануфриев И. С., Копьев Е. П., Садкин И. С., Шарыпов О. В. Паромасляное горелочное устройство. Реферат к патенту № 2740722, патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики С. С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук. Заявка 2020119233, приоритет от 20.01.2021. [Vigriyanov M. S., Anufriev I. S., Kopyev E. P., Sadkin I. S., Sharypov O. V. Steam oil burner device. Abstract to patent No. 2740722, patent holder Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Thermophysics S. S. Kutateladze of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (in Rus.)]
  • Алексеенко С. В., Ануфриев И. С., Вигриянов М. С., Копьев Е. П., Шарыпов О. В. Характеристики сжигания дизельного топлива в горелочном устройстве с подачей струи перегретого водяного пара. Физика горения и взрыва. 2016. 52(3). 37–44 [Alekseenko S. V., Anufriev I. S., Vigriyanov M. S., Kopyev E. P., Sharypov O. V. Characteristics of diesel fuel combustion in a burner device with a superheated steam jet. Physics of gorenje and explosion. 2016. 52(3). 37–44 (in Rus.)]
  • Копьев Е. П., Ануфриев И. С., Шадрин Е. Ю., Лобода Е. Л., Агафонцев М.В, Мухина М. А. Изучение характеристик пламени горелочного устройства при распылении жидких углеводородов паровой струей. Доклады АН ВШ РФ. 2019. 2(43). 38–55 [Kopyev E. P., Anufriev I. S., Shadrin E. Yu., Loboda E. L., Agafontsev M. V., Mukhina M. A. Studying the characteristics of the flame of a burner device when spraying liquid hydrocarbons with a steam jet. Reports of the Higher School of Economics of the Russian Federation. 2019. 2(43). 38–55 (in Rus.)]
  • Minakov A. V., Kuznetsov V. A., Anufriev I. S., Kopyev E. P. Numerical analysis of a pre-chamber vortex burner with a steam blast atomizer. Fuel.323, 1 September 2022, 124375 doi.org/10.1016/j.fuel.2022.124375
  • Kuznetsov V. A., Dekterev Ar.A., Anufriev I. S., Minakov A. V. Numerical study of the effect of superheated steam supply during the combustion of liquid fuel in a burner on the reduction of harmful emissions. Journal of Physics: Conference Series 2233 (2022) 012005 doi:10.1088/1742–6596/2233/1/012005
  • Minakov A. V., Kuznetsov V. A., Dekterev Ar.A., Anufriev I. S., Kopyev E. P., Alekseenko S. V. Comparative Analysis of Numerical Methods for Simulating N-Heptane Combustion with Steam Additive. Energies 2023, 16(1), 25 doi.org/10.3390/en16010025
  • Алексеенко С. В., Бурдуков А. П., Попов В. И., Попов Ю. С. Способ и устройство для ультратонкого помола угля. Патент № 2273521 Приоритет от 06.05.2004. Патентообладатель ИТ СО РАН. [Alekseenko S. V., Burdukov A. P., Popov V. I., Popov Yu. S. Method and device for ultrafine grinding of coal. Patent № 2273521 Priority dated 06.05.2004. Patent holder of IT SB RAS (in Rus.)]
  • Чернецкий М. Ю., Бурдуков А. П., Бутаков Е. Б., Ануфриев И. С., Стрижак П. А. Исследование воспламенения угольной пыли, полученной при различной механической обработке, в условиях высокоскоростного нагрева. Физика горения и взрыва. 216. 52(3). 79–81. [Chernetsky M. Yu., Burdukov A. P., Butakov E. B., Anufriev I. S., Strizhak P. A. Investigation of ignition of coal dust obtained by various mechanical processing under conditions of high-speed heating. Physics of gorenje and explosion. 216. 52(3). 79–81. (in Rus.)]
  • Чернецкий М. Ю., Бурдуков А. П., Бутаков Е. Б., Кузнецов А. В. Исследование процессов деактивации механоактивированных углей микропомола. Физика горения и взрыва. 54(1). 23–
  • 26. [Chernetsky M. Yu., Burdukov A. P., Butakov E. B., Kuznetsov A. V. Investigation of deactivation processes of mechano-activated carbons of micropromol. Physics of gorenje and explosion. 54(1). 23–26. (in Rus.)]
  • Burdukov A. P., Butakov E. B., Popov V. I., Chernetskiy M. Yu., Chernetskaya N. S. The use of mechanically activated micronized coal in thermal power engineering. Thermal Science. 2016. 20. 23–33.
  • Burdukov A. P., Popov V. I., Yusupov T. S., Hanjalić K., Chernetskiy M. Yu. Autothermal Combustion Of Mechanically-Activated Micronized Coal In A 5 Mw Pilot-Scale Combustor. Fuel. 2014. 122. 103–111.
  • Chernetskiy M. Yu., Dekterev A. A., Burdukov A. P. Computational modeling of autothermal combustion of mechanically-activated micronized coal. Fuel. 2014. 135. 443–458.
  • Menter F. R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal. 1994. 32(8). 1598–1605.
  • Magnussen B. In: On the structure of turbulence and a generalized eddy dissipation concept for chemical reaction in turbulent flow. Reston, Virigina: American Institute of Aeronautics and Astronautics; 1981. https://doi.org/10.2514/6.1981–42.
  • Patel A., Kong S.-C., Reitz R.D. Development and Validation of a Reduced Reaction Mechanism for HCCI Engine Simulations. SAE Tech. Pap., SAE International. 2004. 10.4271/2004–01–0558
  • Gavrilov A., Dekterev A., Chernetsky M. Simulation of coal combustion in a pulverized coal-fired boiler. 13. 2008. ICHMT DIGITAL LIBRARY ONLINE (ISSN: 961–91393–0–5 Print). Volume 1. Proceedings of CHT‑08 ICHMT International Symposium on Advances in Computational Heat Transfer. May 11–16, 2008, Marrakesh, Morocco.
  • Чернецкий М. Ю., Дектерев A. A. Математическая модель процессов теплообмена и горения пылеугольного топлива при факельном сжигании. Физика горения и взрыва. 3. 2011. 37–46 [Chernetsky M. Yu., Dekterev A. A. Mathematical model of heat exchange and combustion of pulverized coal fuel during flare combustion. Physics of gorenje and explosion. 3. 2011. 37–46 (in Rus.)]
  • Дектерев А. А., Гаврилов А. А., Чернецкий М. Ю., Суржикова Н. С. Математическая модель процессов аэродинамики и теплообмена в пылеугольных топочных устройствах. Тепловые процессы в технике. 3(3). 2011. 140–143 [Dekterev A. A., Gavrilov A. A., Chernetsky M. Yu., Surzhikova N. S. Mathematical model of aerodynamics and heat transfer processes in pulverized coal combustion devices. Thermal processes in engineering. 3(3). 2011. 140–143 (in Rus.)]
  • Chernetskiy M., Dekterev A., Chernetskaya N., Hanjalić K. Effects of reburning mechanically-activated micronized coal on reduction of NOx: Computational study of a real-scale tangentially-fired boiler. Fuel. 214, 15 February 2018, 215–229 doi.org/10.1016/j.fuel.2017.10.132
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp