Numerička analiza mogućnosti flešbeka u slučaju prethodno mešanog sagorevanja vodonik–vazduh
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
http://orcid.org/0000-0001-9234-7834
Marc Jaeger
Matjaž Hriberšek
http://orcid.org/0000-0002-4900-5000
Niko Samec
http://orcid.org/0000-0001-8500-5393
Apstrakt
Skoro 90% toplotnih uređaja koji su danas instalirani u EU i dalje rade na fosilna goriva od kojih se oko dve trećine napaja prirodnim ili tečnim gasom. Dakle, postoji velika šansa da se u ovom sektoru pređe na goriva bez ugljenika.
Cilj ove studije je sistematska numerička analiza stabilnosti plamena prethodno mešanog sagorevanja vodonik-vazduh, stabilizovanog iza perforiranog držača plamena. Konkretno, primećena je grupa plamena, koja se veoma približila perforiranoj površini gorionika.
ANSIS Fluent je korišćen u ovoj studiji da simulira sagorevanje prethodno mešano vodonika i vazduha korišćenjem perforiranog gorionika sa više otvora u slučaju gasnog kondenzacionog kotla. Da bi se smanjili računski zahtevi modela, simulacije razmatraju deo modela punih razmera koji je povezan sa ulaznim uslovima iz izotermne simulacije faze prethodnog mešanja koristeći hibridni RANS-LES pristup. Simulacija se izvodi kao 2D simulacija da bi se dodatno smanjio računski napor i uzima u obzir prenos toplote radijacije, kao i vezan prenos toplote na površinu gorionika koristeći detaljan i validiran reakcioni mehanizam implementiran u ANSIS Fluent. Model je razvijen, testiran studijom o nezavisnosti od mreže i validiran na osnovu relevantne literature i početnih testova. Posebno je istražena razlika između konfiguracija sa jednim prorezom i gorionika sa više proreza i njihova osetljivost na ponašanje flešbeka variranjem odnosa ekvivalencije i korišćenjem laminarnog pristupa. Rezultati numeričke simulacije su eksperimentalno dokazani testiranjem stvarnog kondenzacionog kotla sa istim uslovima ulazne mešavine vodonik-vazduh.
Na osnovu saznanja stečenih u ovom radu, model razvijen i korišćen u ovoj studiji pokazuje veliki potencijal u projektovanju i optimizaciji površinski stabilizovanih gorionika koji sagorevaju mešavinu vodonik-vazduh u pogledu stabilizacije plamena. Štaviše, on čini osnovu za buduće simulacije 3D modela u punoj veličini.
