Modelowanie ustalonych procesów przepływowo-cieplnych w kotle fluidalnym

• Autorzy: Taler D. , Madejski P. , Taler J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2015.17

Warianty tytułu

EN

Modeling of the steady-state thermal and flow processes in steam superheater of fluidized boiler

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zostały przedstawione wyniki komputerowej symulacji pracy przegrzewacza pary w stanach ustalonych. Analizowany przegrzewacz charakteryzuje się złożonym kształtem przekroju poprzecznego rur i jest stosowany w kotłach z cyrkulującą warstwą fluidalną. W trakcie obliczeń cieplno-przepływowych niezbędne jest wyznaczanie rozkładu temperatury materiału na całej długości przegrzewacza. Do przeprowadzenia obliczeń pracy przegrzewacza w stanach ustalonych stworzono własny model matematyczny, napisany w języku Fortran, którego wyniki zostały porównane z wynikami otrzymanymi w programie Star-CCM+. W modelu własnym zastosowano bilansową metodę elementów skończonych, która pozwala na dokładne odwzorowanie rozkładu temperatury przy niewielkiej liczbie komórek siatki. Do wyznaczenia właściwości przepływającej pary została zastosowana jawna metoda różnic skończonych. Wyniki uzyskane z zastosowaniem opracowanego własnego modelu wykazały się bardzo dobrą zgodnością z wynikami uzyskanymi dzięki modelowaniu CFD.

EN

The paper presents the results of computational steady-state simulations of the superheater. Analyzed superheater is characterized by complex shape of cross-section of tubes and is used in boilers with circulating fluidized (CFD). During the thermal and flow calculations of the superheater with a complex cross-section shape, the temperature distribution of the material need to be determined over the entire length of the superheater. To perform the calculations of superheater operation in the steady state was created its own mathematical model, prepared in Fortran language, which the results were compared with the results obtained in the Star-CCM + software. In this model, to solve the equation of heat conduction was applied the balance finite element method, which allows for the accurate determination of the temperature distribution using a small number of grid cells. To determine the properties of flowing steam the explicit finite difference method was applied. The results obtained by the own model compared with the results obtained by CFD modeling show very good agreement.

Słowa kluczowe

PL

kocioł parowy; pole temperatury; komputerowa mechanika płynów; bilansowa metoda elementów skończonych

EN

steam boiler; temperature field; computational fluid dynamics CFD; balance finite element method

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 87 [291], nr 2
• Strony: 169--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Taler D.

• Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Madejski P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Taler J.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Gnielinski V.: On heat transfer in tubes, Int. J. Heat Mass Transfer, 63 (2013), 134-140.
• [2] Pich R., EVT: Werkstoffkennwerte, Stuttgart 1980.
• [3] Star-CCM+ software: User Guide, Computational Dynamics Ltd, London 2011.
• [4] Taler D.: Experimental determination of correlations for mean heat transfer coefficients in plate fin and tube heat exchangers, Arch. Thermodyn., 33 (2012), 1-24
• [5] Taler D., Korzeń A., Madejski P.: Wyznaczanie temperatury rur w grodziowym przegrzewaczu pary w kotle fluidalnym, Rynek Energii, 93 (2011), 56-60.
• [6] Taler J., Duda P.: Solving Direct and Inverse Heat Conduction Problems, Springer, Berlin 2006.
• [7] VDI Heat Atlas, 2nd Ed., VDI-Springer, Berlin 2010.