3-dimensionale Simulation der Kohleverbrennung in zirkulierenden atmosphärischen Wirbelschichtfeuerungen:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 6]
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| Beschreibung: | Zugl.: Braunschweig, Techn. Univ., Diss., 1995 |
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| adam_text | Titel: 3-Dimensionale Simulation der Kohleverbrennung in zirkulierenden atmosphärischen Wirbelschichtfeuer
Autor: Vockrodt, Stefan
Jahr: 1995
iniiaJlsverzeiciinis _V Inhaltsverzeichnis i Formelzeichen VIII 1 Einleitung 1 1.1 Ziel der Arbeit ................................. 2 2 Problemstellung und Motivation 3 2.1 Unterschiede zwischen ZAWSF und Staubfeuerung.............. 3 2.2 Kohleverbrennung in der Wirbelschicht - Überblick über bisherige Arbeiten 4 2.3 Wirbelschichtmodelle in der Literatur..................... 9 2.3.1 Das Modell von Rajan und Wen.................... 13 2.3.2 Das IEA-FBC-Modell......................... 16 2.3.3 Das ZAWSF-Modell von Weiß..................... 18 2.3.4 Das 1-dimensionale ZAWSF-Modell von Wang ........... 19 2.3.5 Das 1-dimensionale ZAWSF-Modell von Azevedo und Saraiva ... 24 2.4 Mehrdimensionale Modelle........................... 26 3 Kohleabbrand in ZAWSF 28 3.1 Chemische Reaktionskinetik.......................... 30 3.2 Energiebilanz einer Einzelpartikel....................... 35 3.3 Partikeltrocknung................................ 39 3.4 Pyrolyse..................................... 42 3.4.1 Ein-Schritt-Pyrolyse.......................... 47 3.4.2 2-Schritt-Pyrolyse........................... 49 3.4.3 Multireaktionsmodelle......................... 50 3.4.4 Mehrkomponentenmodelle....................... 51 3.5 Koksabbrand.................................. 59 3.6 Abbrand einer Kohlepartikel.......................... 67 3.7 Der Flüchtigenabbrand............................. 73 3.7.1 Globalmodelle.............................. 73
VI _ Inhaltsverzeichnis 3.7.2 Elementarreaktionsmodelle....................... 75 3.7.2.1 Reaktionsmechanismus für den Methan- und Ethan-Abbau 76 3.7.2.2 Das vereinfachte Modell nach Warnatz/Smoot....... 79 3.7.2.3 Das Modell nach Peters................... 86 3.7.2.4 Reduktion von Elementarreaktionsmodellen auf Globalansätze ............................ 95 3.8 Implementierung von Elementarreaktionsmodellen in ein 3D-Strömungsprogramm............................ 97 4 3-dimensionale Simulation turbulenter zweiphasiger Strömungen 98 4.1 Euler- und Lagrange-Darstellung der Bilanzgleichungen .......... 99 4.2 Die grundlegenden Bilanzgleichungen.....................101 4.2.1 Die Massenbilanz............................102 4.2.2 Die Impulsbilanz............................103 4.2.3 Die Energiebilanz............................106 4.2.4 Komponentenbilanz...........................107 4.3 Turbulenzmodelle................................109 4.4 System der Bilanzgleichungen.........................112 4.5 Modellierung der Zweiphasenströmung einer ZAWSF............113 4.6 Das 3-dimensionale Feuerraummodell FLOREAN..............114 4.6.1 Diskretisierung der Transportgleichungen...............114 4.7 Anwendung des Modelles FLOREAN auf stark feststoffbeladene Strömungenl 19 4.8 Das Abbrand-Postprocessing..........................121 5 Simulationsergebnisse 123 5.1 Simulation einer ZAWSF-Versuchsanlage...................123 5.1.1 Die ZAWSF-Versuchsanlage Niederaussem..............123 5.1.2 Die Versuchsergebnisse.........................127 5.1.3 Simulation der Versuche........................131 5.1.3.1 Rheinische Braunkohle....................132 5.1.3.2 Fehlerabschätzung der Referenzversuche..........138 5.1.3.3 Griechische Braunkohle ...................140 5.2 Simulation einer Kohlenstaubflamme.....................141 5.3 Bewertung der Ergebnisse...........................146
Inhaltsverzeichnis VII 6 Zusammenfassung 148 Literaturverzeichnis 150
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