Разработка метода и проведение расчетов воспламенения и горения струи токсичных серосодержащих выбросов в топочных устройствах

• Автор: Брыксенкова, Наталия Константиновна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 118 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Модели турбулентной диффузии и турбулентной теплопроводности и модели горения газов.

2. Постановка задачи

3. Предварительные результаты.

3.1. Метод численного решения системы уравнений теплопроводности и диффузии с конечной скоростью

3.2. Обсуждение предварительных результатов.

3.2.1. Дополнительная вычислительная процедура

3.2.2. Схема воспламенения струн топлива в высокотемпературном потоке окислителя.

4. Исследование условий воспламенения струи газообразного топлива в спутном потоке окислителя.

4.1. Влияние теплообмена на воспламенение газов в потоке

4.2. О вынужденном конвективном теплообмене в процессе воспламенения струи горючего газа в спутном потоке окислителя
4.3. Исследование выгорания струи метилмеркапгана в пламени пропана.
5. Усовершенствование вычислительной процедуры решения задачи о воспламенении струи горючих газов в высокотемпературном потоке окислителя.
5.1. О выборе оптимальных параметров при численном интегрировании уравнений в задачах воспламенения в турбулентных потоках
5.2. Способ уменьшения расчетной области.
6. Расчет термического обезвреживания токсичных выбросов в топочных устройствах.
6.1. Сжигание токсичных выбросов в котле с прсдтопком
Котласский ЦБК.
6.2. Расчет дожигания парогазовых выбросов в котле СРК0 Херсонский ЦБК
Список использованной литературы


ПГВ, имеющие высокий процент содержания кислорода (%-%) могут быть использованы как окислитель для сжигания топлива (мазута или газа). Примером организации сжигания парогазовых выбросов может служить сжигание в специальном предтопке технологического котла ВОТ выбросов лесохимического цеха Котласского целлюлозно-бумажного комбината (КЦБК). Используя опыт работы и имея в виду несколько существующих видов топочных устройств, в которых производится сжигание газообразных отходов различных химических производств, можно выбрать подходящее топочное устройство. Более оптимальным и, по-видимому, более правильным, является разработка схемы сжигания выбросов и выбор устройства для этой цели на основе исследования процессов, протекающих в нем: аэродинамики, кинетики химических реакций и т. Так, в большинстве вариантов применяется сжигание струй ПГВ и ВВ, подаваемых в высокотемпературный поток, содержащий окислитель (кислород). В ее основу положена гипотеза о конечной скорости протекания процессов тепломассообмена, вследствие чего базов исследований служат уравнения диффузии и теплопроводности гиперболического типа, а не параболического, как это обычно принято. Одним из основных физико-химических процессов, протекающих в газо-горелочных и топочных устройствах, используемых в ЦБП, является горение неизотермической турбулентной струи газа - струи, распространяющейся в среде (потоке) с температурой, отличной от температуры струи. Обычно геометрические размеры топочных устройств, в которых протекает процесс горения, достаточно велики, режим течения потоков турбулентный, что определяет характерные условия перемешивания и протекания химических реакций в турбулентных диффузионных пламенах. При описании диффузионных пламен процессы испарения и термического разложения не учитываются. В диффузионных пламенах процесс горения протекает одновременно с процессом перемешивания исходных компонентов, почти изобарически. Для исследования процессов турбулентной диффузии и турбулентной теплопроводности, абстрагируясь от процессов, возникающих при воспламенении топливной струи, движущейся в спутном потоке окислителя, можно указать два основных подхода. Первый основан на использовании полной системы уравнений гидродинамики, включающей в себя уравнения движения, неразрывности, энергии потока и диффундирующей примеси. Во многих случаях уравнения движения и неразрывности отщепляются от общей системы уравнений и решаются независимо. В то же время, можно записать уравнение для температуры и уравнение для диффузии примеси, содержащие члены, существенно связанные с рассчитываемыми полями скорости, включающие адвективные члены и члены, описывающие турбулентную диффузию, поскольку коэффициент диффузии (коэффициент турбулентного обмена) обычно считается зависящим от характеристик поля средней скорости. Например, эго можно сделать в соответствии с гипотезами Прандля или другими подходящими гипотезами (идеи двумерной турбулентности). Автором одной из первых моделей турбулентной вязкости является Бус-синсск. Из сопоставления турбулентных напряжений с вязкостными он выдвинул предположение о наличии коэффициента пропорциональности между ними, названным им коэффициентом турбулентной вязкости V. Буссинеск предполагал, чго ут является постоянной величиной при течении турбулентного потока в канале. V - средняя скорость, у - поперечная координата. Величина коэффициента турбулентной вязкости обычно на несколько порядков больше у-коэффициента кинематической вязкости для данного вещества. Оказалось, как и предполагал Прандль, величина длины пути смешения линейно меняется с изменением ширины зоны смешения или расстояния от стенки. Некоторые гипотезы турбулентной вязкости были предложены другими исследователями. Сам Прандль выдвинул еще две 1-ипотсзы. Ь - полуширина слоя смешения, се — 0,4 - некоторый коэффициент, полученный Карманом в предположении идеальной жидкости, достаточно хорошо описывает поведение коэффициента турбулентной вязкости для свободного пограничного слоя, образующегося при смешении двух потоков с разными скоростями. Вторая модель ІІрандля-Колмогорова устанавливает связь между у .