Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie z wykorzystaniem metody siatkowej Boltzmanna termomechaniki przepływu wraz z reakcjami chemicznymi

Grucelski A., Pozorski J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 3

357--366

PL

Szczegółowy opis oraz analiza termomechaniki w przepływie przez ośrodek porowaty wraz z następującym uwolnieniem składników chemicznych z ziaren ciała stałego ośrodka (reprezentujących biomasę, węgiel) zostaną zaprezentowane wraz z pierwszymi wynikami symulacji przy wykorzystaniu uproszczonego modelu odgazowania. Po wykonaniu podstawowych testów dla przepływu płynu oraz transportu ciepła, dodatkowe funkcje rozkładu zostały zaimplementowane w celu modelowania ewolucji emisji oraz transportu składników chemicznych. Koncentracja składników chemicznych (jako wynik symulacji) wyznaczona jako wynik prostych reakcji wykazuje dobrą zgodność z innymi metodami numerycznymi. Modelowanie procesu pirolizy wykonane zostało z wykorzystaniem referencyjnego odgazowania węgla dało pierwsze jakościowe wyniki, przy pewnym zauważalnym wzroście kosztów obliczeniowych. Dla wyższej dokładności oraz zmniejszenia złożoności obliczeniowej planujemy wykorzystanie uproszczonego opisu kinetyki chemicznej dla zjawiska odgazowania stałych cząstek paliwa (ciało stałe geometrii). W artykule wyjaśniono przepływ płynu z przejmowaniem ciepła przez reaktywne nośniki granulowane na poziomie reprezentatywnego elementu o objętości (REV), w tym także oddziaływania mechaniczne ziaren stałych spowodowane ich rozszerzalność cieplną.

EN

A detailed description of thermomechanics of fluid flow through porous media with a release of chemical compounds from grains of solid fuel particles (biomass, coal, etc.) is presented together with first simulation results of a simplified model for degasification process. After the basic tests for fluid flow and heat transport, additional distribution functions are implemented to model the evolution of both emission and transport of chemical components. The concentration of chemical components (as a result of the simulation) is determined as a result of simple reactions shows good agreement with other numerical methods. A simulation of the pyrolysis process with the use of a simple reference model of coal degasification, gives first quantitative results along with a notable increase of computational cost. For higher accuracy and reduction of the computational complexity we plan to use a simplified description of the chemical kinetics of the phenomenon of degasification of solid fuel particles (solid geometry). In the article we account here for fluid flow with heat transfer through reactive granular media at the level of a representative element of volume (REV) including also mechanical in teractions of solid grains due to their thermal expansion.

2

Modelowanie numeryczne termomechaniki przepływu w reaktywnym ośrodku ziarnistym

Grucelski A., Pozorski J., Kardaś D.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2013

|

z. 101

41--42

PL

Praca stanowi próbę całościowego ujęcia zagadnienia przepływu i wymiany ciepła w ośrodku ziarnistym (granularnym) na poziomie szczegółowego (2D/3D) modelu w skali rozmiarów pojedynczych ziaren. Dodatkowo, ziarna ośrodka podlegają pirolizie (procesowi uwalniania gazów) pod wpływem wzrostu temperatury, a także dylatacji termicznej i deformacji. Jakkolwiek opracowywany model fizykalny i obliczeniowy bazują na pełnym opisie zjawiska, docelowym zamierzeniem Autorów w jest wykorzystanie uzyskanych wyników do stworzenia modelu uproszczonego (1D/2D, nieustalony) dla ośrodka potraktowanego jako jednorodny po uśrednieniu przestrzennym.

3

Transient one-dimensional model of coal carbonization in a stagnant packed bed

Polesek-Karczewska S., Kardaś D., Grucelski A., Stelmach S., Wardach-Święcicka I.

Archives of Thermodynamics

|

2013

|

Vol. 34, no. 2

39--51

EN

In the present paper, the one-dimensional model for heat and mass transfer in fixed coal bed was proposed to describe the thermal and flow characteristics in a coke oven chamber. For the purpose of the studied problem, the analysis was limited to the calculations of temperature field and pyrolytic gas yield. In order to verify the model, its theoretical predictions for temperature distribution during wet coal charge carbonization were compared with the measurement results found in the literature. In general, the investigation shows good qualitative agreement between numerical and experimental data. However, some discrepancy regarding the temperature characteristics at the stage of evaporation was observed.

4

Lattice Boltzmann simulation of fluid flow in porous media of temperature-affected geometry

Grucelski A., Pozorski J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2012

|

Vol. 50 nr 1

193-214

EN

The Lattice Boltzmann method (LBM) has been applied for flow and heat transfer computations. The simulations have been performed with the single-relaxation time model and an advanced formulation of boundary conditions for LBM. For nonsothermal cases, a second distribution function has been used. First, validation tests are reported for heated flow past a single obstacle as well as over a set of regularly and randomly arranged obstacles (grains) that make up a simplified model of a porous medium. The Nusselt number for heat transfer in flow past a single obstacle has been computed. Next, novel simulations of non-isothermal flow in a porous medium of temperature-affected geometry have been undertaken. For the purpose, the thermal dilatation of grains has been accounted for. Results are presented for the pressure head loss and time-varying temperature profiles in the medium. Qualitative computations accomplished to date constitute an encouraging first step to proceed further towards the impact of temperature-affected geometry in such flows, in particular for the coking process.

PL

Metoda siatkowa Boltzmanna (LBM) została zastosowana do obliczeń przepływu i wymiany ciepła. Symulacje zostały przeprowadzone dla modelu z pojedynczym czasem relaksacji oraz zaawansowanego schematu warunków brzegowych metody LB. Dla przepływów nieizotermicznych, użyto dwóch funkcji rozkładu. Przedstawiono obliczenia testowe nieizotermicznego opływu pojedynczej przeszkody, jak również opływu regularnie oraz losowo rozmieszczonych przeszkód (ziaren), które tworzą uproszczony model ośrodka porowatego. Wyznaczono liczbę Nusselta dla przepływu ciepła w opływie pojedynczej przeszkody. Podjęto symulacje połączonych zjawisk (przepływ i wymiana ciepła) dla ośrodka porowatego o zmiennej geometrii przeszkód. W tym przypadku uwzględniono rozszerzalność termiczną ziaren. Zaprezentowano wyniki dla straty ciśnienia oraz zmienne w czasie profile temperatury dla przepływu przez ośrodek. Uzyskane dotąd jakościowe wyniki stanowią pierwszy krok do dalszych badań wpływu zależnej od temperatury geometrii ziaren ośrodka na przebieg takich przepływów, a w szczególności na proces koksowania.