Расчет аэродинамики потоков угольной пыли с учетом выхода летучих компонентов

• Автор: Дубич, Виктория Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 147 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Современное состояние проблемы
ЕЕ Одномерные и пространственные модели газовой динамики
1.2. Обзор моделей турбулентности
1.3. Двухфазные потоки газовзвеси
1.4. Турбулентные двухфазные потоки
1.5. Моделирование реагирующих течений угольной пыли
1.6. Модели пиролиза и выхода летучих
2. Математическая модель двухфазного реагирующего потока угольной пыли
2.1. Физическая модель двухфазного реагирующего потока
угольной пыли
2.2. Математическая модель газовой фазы
2.3. Модифицированная математическая модель выхода летучих
2.4. Математическая модель турбулентности
2.5. Математическая модель дисперсной фазы
2.6. Постановка граничных условий
2.7. Численный метод решения
3. Численное моделирование газодинамики однофазных потоков
3.1. Тестирование математической модели.
Турбулентное течение газа в трубе
3.2. Численное моделирование аэродинамики потока
перед фронтом горения полимерной пленки
4. Численное моделирование газодинамики двухфазных реагирующих потоков угольной пыли
4.1. Численное моделирование процесса самовоспламенения
потока угольной пыли
4.1.1. Высокотемпературное самовоспламенение потока
угольной пыли
4.1.2. Низкотемпературное самовоспламенение потока
угольной пыли
4.1.3. Численный анализ пожаровзрывобезопасности потоков угольной пыли
4.2. Численное моделирование реагирующего течения в канале пылеугольного газогенератора
4.2.1. Постановка задачи исследования реагирующего течения
в канале пылеугольного газогенератора
4.2.2. Анализ результатов численного моделирования реагирующего течения в канале пылеугольного газогенератора
4.2.3. Численное моделирование процесса налипания частиц
на стенки пылеугольного газогенератора
Заключение
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Применительно к развитию энергетики России определяющим в аспекте экономики является повышение эффективности использования энергии, а в аспекте решения экологических проблем - обеспечение приемлемого качества локальных характеристик окружающей среды. Использование угля в качестве энергетического и химического сырья по экономическим прогнозам в ближайшие десятилетия будет возрастать как в России, так и за рубежом. Важной составной частью проблемы является расчет аэродинамики двухфазных реагирующих потоков топлива. Поэтому проблемы теплофизики, горения и газификации угля вызывают устойчивый интерес как с прикладной, так и с теоретической точек зрения. Большая прикладная значимость исследований связана с наличием действующих и вновь создающихся тепловых электростанций, газогенераторов и камер сгорания угля различного технологического назначения.
Таким образом, актуальной является задача исследования реагирующих потоков угольной пыли.
Цель работы состоит в расчете аэродинамики реагирующих потоков угольной пыли с учетом выхода летучих компонентов и разработке методического подхода для оценки
пожаровзрывобезопасности углепроводов.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи исследования:
анализ эмпирических данных, позволяющих разбить на отдельные фазы процессы, протекающие в частицах угольной пыли;

двухстадийной моделью КоЬауазЫ /106/ выглядит следующим образом /80/:
IКоЬауазЫ ~ 9X УпАп ехР(~ЕП / ктр)> (2.3.2)

где 0 - массовая концентрация дисперсной фазы, кг/м3,
У 1=0,39; У2=0.80 - стехиометрические коэффициенты,
А1=3,7-105 с1, А2=1,3-1013 с-1 - частотные множители модели, Е1=7,4-104 Л/то1е , Ег=2,5-105 3/то1е - энергия активации,
Тр - температура дисперсной фазы.
Эта модель учитывает зависимость количества вышедших летучих от количества угля 0 и его температуры Тр. Степень измельченности угля при этом не принимается во внимание. Однако размеры угольных частиц оказывают существенное влияние на динамику выхода летучих. При измельчении угля площадь свободной поверхности совокупности частиц существенно возрастает, что приводит к увеличению скорости выхода летучих. Экспериментально установлено, что динамика выхода и горения летучих наряду с другими параметрами определяется квадратом диаметра частицы, т.е. площадью ее поверхности /8/. Этот эмпирический факт положен в основу предлагаемой в данной работе модификации.
С целью учета степени измельченности угля в данной работе вводится следующая модификация модели КобауавЫ:
I — Э ЕоЬауазЫ,
В = ш.
(2.3.3)