Numeryczna ocena hydrodynamiki przepływu gazu przez porowate struktury karbonizatów

• Autorzy: Wałowski G. , Filipczak G. , Krause E.

Warianty tytułu

EN

Numerical assessment of hydrodynamics of gas flow through porous structure of chars-coal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono zagadnienie numerycznego modelowania hydrodynamiki przepływu gazu przez struktury porowate w postaci karbonizatów różnego typu. Analiza numeryczna wykonana została metodą objętości skończonych przy użyciu programu ANSYS Fluent Inc. Szczegółowa analiza warunków procesowych pozwoliła na opracowanie metody tworzenia geometrii siatki obliczeniowej dla pojedynczego mikrokanału krętego, a poprzez geometrię sieci równoległej do siatki przestrzennej mikrokanałów o różnych profilach występujących w złożu porowatym. Opracowana metodyka wskazuje na możliwość kompleksowej oceny hydrodynamiki przepływu gazu przez złoże porowate oraz umożliwia zastosowanie walidacji przez zastosowanie modelowania numerycznego.

EN

In this study, the numerical evaluation of the hydrodynamics of gas flow through the chars-coal forms as porous structure is presented. Numerical analysis was performing by using the finite volume package by means of ANSYS Fluent Programming. The detailed analysis of the flow process has allowed for development of methods to create computational grid for the single and the parallel microchannel and consequently for complex network of microchannels with its different geometrical configurations. This also provides the conditions for the using of numerical modelling for the estimation of gas flow hydrodynamic through such materials in larger scale process.

Słowa kluczowe

PL

materiał porowaty; karbonizat; hydrodynamika przepływu gazu; modelowanie numeryczne

EN

porous materials; chars-coal; hydrodynamics of gas flow; numerical modelling

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 20, nr 51
• Strony: 123--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Wałowski G.

• Katedra Inżynierii Procesowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska

autor

Filipczak G.

• Katedra Inżynierii Procesowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska

autor

Krause E.

• Zakład Zwalczania Zagrożeń Gazowych, Główny Instytut Górnictwa, Kopalnia Doświadczalna „Barbara”, Mikołów

Bibliografia

• 1. Wałowski G., Filipczak G.: Techniczno-technologiczne aspekty procesowania węgla in situ W: „XXI Szkoła Eksploatacji Podziemnej”. Materiały konferencyjne. Kraków: Wyd. AGH, 2012, s. 389 - 396.
• 2. Strzelecki T., Kostecki S., Żak S.: Modelowanie przepływów przez ośrodki porowate. Wrocław: Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, 2008.
• 3. Lambe T., Whitman R. V..: Mechanika gruntów. Warszawa: Wyd. „Arkady”, 1978. T.1, 2.
• 4. Szmigielski T.: Zdolność filtracyjna form piaskowych w procesach hydromechanicznych. W: IX Konferencja Odlewnicza. Technical. Materiały konferencyjne. Kraków: Wyd. AGH, 2006, s. 43 – 52.
• 5. Seewald H., Klein I.: Methansorption an Stainkohle und Kennzeichnung der Porenstrukture. Gluckauf – Forschungshefte 1985, 47, 149, p. 149 – 156.
• 6. Wałowski G., Filipczak G.: Ocena przepuszczalności materiału porowatego w warunkach barbotażu. „Aparatura i Inżynieria Chemiczna” 2012, 51, nr 6, s. 396 – 397.
• 7. Krause E.: Model bezpieczeństwa dla projektowanych ścian w pokładach metanowych. Prace Naukowe GIG, Kwartalnik „Górnictwo i Środowisko” nr 1, Kraków, Polski Kongres Górniczy, 2007, s. 93 – 102.
• 8. Krause E.: Ocena poziomu zagrożenia metanowego w środowisku projektowanych i eksploatowanych ścian w pokładach metanowych. „Wiadomości Górnicze” 2003, nr 7 - 8, s. 366 – 372.
• 9. Durucan S., Daltaban T. S., Shi J. Q., Foley L.: Permeability characterisation for modeling methane flow in coal seam. Paper 9315. Presented at The International Coalbed Symposium. Tuscaloosa, A L, USA, 17-21 May 1993.
• 10. Saghafi A.: A study into face gas emissions during heading development. Presented at 23rd International Conference in Safety in Mines Research Institutes, Washington, DC, USA 11-15 September 1989.
• 11. Saghafi A., Jeger C., Tauziede C., Wiliams R. A.: A new computer simulation of inseam gas flow and its application to gas emission prediction and gas drainage. Presented at 22nd Conference Internationale des Institutes de Recherches sur la Securite dans les mines, Beijing, China 4-6 November 1987.
• 12. Patton S. B., Fan H., Novak T., Johnson P. W., Sanford R. L.: Simulator for degasification, methane emission prediction and mine ventilation. In: Mining Engineering. Littleton Colorado 1994, Vol. 46, part. 4, p. 341-345.
• 13. Siuda T.: Możliwości wykorzystania programu FLUENT w pracach realizowanych w Instytucie Nafty i Gazu.: „Nafta-Gaz” 2011, nr 1, s. 53 – 63.
• 14. Ferziger J.H., Peric M.: Computational methods for fluid dynamics. Springer, 1999
• 15. Murakami S., Mochida A.: Applications of CFD to bluff body aerodynamics. A State of Art in Wind Eng.1995, p. 65 – 89.
• 16. Chou (Also Zhou) P. Y.: On velocity correlations and the solutions of the equations of turbulent fluctuation. Quart. Appl. Math, 1945, 3, p. 38 – 54.
• 17. Launder B. E., Reece G. J., Rodi W.: Progress in development of a Reynolds-stress turbulent closure. “J. Fluid Mech.” 1975, 68, p. 537 – 566.
• 18. Elsner J.W.: Turbulencja przepływów. Warszawa: PWN, 1987.
• 19. Bogusławski A., Drobniak S., Tyliszczak A.: Turbulencja – od losowości do determinizmu. „Modelowanie Inżynierskie” 2008, nr 36, s. 41 – 48.
• 20. Jaworski Z.: Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej. Warszawa: Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2005.
• 21. Chung T.J.: Computational fluids dynamics. Cambridge University Press 2002