Расчетное исследование влияния моделей выхода летучих веществ на процессы горения пылеугольного топлива при закрутке потока

Abstract

Приведены результаты расчётных исследований влияния моделей выхода летучих веществ на процессы воспламенения и горения пылеугольного топлива при закрутке потока на огневом стенде мощностью 2.4 МВт. Рассмотрено несколько моделей выхода летучих веществ: в одностадийном и двухстадийном приближении, а также модели, основанной на структурных особенностях строения угольного вещества. Для численного моделирования турбулентного течения несжимаемой жидкости использовались уравнения Рейнольдса с учетом межфазного взаимодействия. Для замыкания уравнения Рейнольдса применена двухпараметрическая стандартная k–ε-модель турбулентности. Для решения уравнения переноса теплового излучения взято P1-приближение метода сферических гармоник. Для описания оптических свойств газов была использована модель суммы серых газов. Для описания процессов движения угольных частиц обратились к методу Лагранжа. Сравнительный анализ результатов математического моделирования с экспериментальными данными показал, что при выборе правильных значений эффективных кинетических констант, а также параметров, характеризующих структуру угольного вещества, модели выхода летучих веществ согласуются между собой и с экспериментальными данными по распределению температур и составу газов в топочной камере

The results of computational studies of the effect devolatilization models in the processes of ignition and combustion of pulverized coal in the swirling flow at the shooting bench with capacity 2.4 MW. Consider a few devolatilization models in a one and a two-stage approach, as well as models based on the structural features of the structure of the coal substance. For the numerical simulation of turbulent flow of an incompressible fluid used Reynolds equation based on the interfacial interactions. To close the Reynolds equations used a standard two-parameter model of turbulence k–ε. To solve the equation of heat radiation used P1 approximation of the method of spherical harmonics. To describe the optical properties of the gas model was used the sum of gray gases. To describe the processes of the movement of coal particles used the method of Lagrange. Burning char based on diffusion – kinetic approach. Comparative analysis of the results of mathematical modeling with experimental data showed that when choosing the correct values of the effective kinetic constants and parameters characterizing the structure of the carbon material, a model release volatiles are consistent with each other and with the experimental data on the distribution of temperature and composition of gases in the combustion chamber