Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Computational study on the effects of turbulence intensity and pulse frequency in soot and NOx emissions in gaseous diffusion flames

Lopez-Parra F.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2009

|

Nr 5 (200)

101-117

EN

The main objective of the work presented in this paper will be to present and discuss the development and implementation of a numerical model to simulate soot formation and depletion in turbulent diffusion flames. The relevance of such model lays on the importance of tying the formation of soot to the ongoing reaction mechanism so that it is fully integrated into the combustion process. The model presented is capable of taking into account the direct effects of turbulence on the amount of soot that is produced in non-premixed flames. This research focuses on the study of an axi-symmetric C2H2 - air turbulent diffusion flame issued from a 3mm round jet with Reynolds number values between 8000 and 16500. The trend observed in the net production of soot with respect to the turbulence intensity is in good agreement with the empirical results found in the literature. These reveal a decrease in soot formation with increasing turbulence. This interaction between particulates and turbulence was then exploited in order to develop a mechanical technique by which a simultaneous reduction in soot and NO x was achieved. The level of turbulence was increased locally by application of a sinusoidal pulse frequency to the fuel stream. Such technique reduced the size of the soot-prone, fuel-rich region, with respect to the equivalent steady state flame, by means of enhancing the mixing between the fuel and the oxidizer. The Realizable k-E model was employed to solve the turbulence transport, whereas the reaction was simulated with a 1-reaction step mechanism and the turbulence-chemistry interaction was solved using the Eddy Dissipation Model. The size of the time steps employed in the unsteady configuration for pulsed flames was 1/20th of the pulse period. The soot model employed in this work observed two different stages in the soot formation process: nuclei inception and particle growth. As a result two transport equations are solved mass fractions of nuclei and soot respectively. The implementation of this model is achieved through user-defined functions that supersede the source terms in the default soot transport equations. Furthermore, the production of NOx was simulated using a classic Zel'dovich mechanism with partial equilibrium assumption for release of atomic oxygen, O, and hydroxyl groups, OH.

PL

Główny cel pracy przedstawionej w niniejszej publikacji dotyczy rozwoju i wdrażania cyfrowego modelowania i symulacji procesu tworzenia i zmniejszania wydzielania się sadzy w turbulentnym płomieniu dyfuzyjnym. Znaczenie takiego modelu opiera się na realizacji modelu będącego w stanie uwzględnić bezpośrednie skutki turbulencji na ilość sadzy wytwarzanej w uprzednio niezmieszanych płomieniach. Istota tych badań skupia się na analizie osiowo-symetrycznych turbulentnych płomieni dyfuzyjnych spalania gazów: C2H2 i powietrza, wydobywających się z okrągłej dyszy o średnicy 3 mm przy wartościach liczby Reynoldsa od 8000 do 16500. Ta tendencja zaobserwowana przy powstawaniu sadzy w zależności od intensywności turbulencji jest w zgodzie z wynikami empirycznymi z literatury, wskazującymi na zmniejszenie ilości powstawania sadzy wraz ze wzrostem turbulencji. Interakcja między składnikami i turbulencją była następnie wykorzystana w celu opracowania urządzenia, w którym zostałby osiągnięty cel równoczesnego obniżenia emisji sadzy i NOx. Poziom turbulencji został zwiększony poprzez zastosowanie sinusoidalnej pulsacji do modulowania strumienia paliwa. Ta procedura zmniejsza wymiar obszaru bogatego w paliwo i podatnego na wydzielanie się sadzy poprzez wzrost wymieszania się paliwa i utleniacza. Uzyskany model k-ε był wykorzystany do rozwiązania problemu turbulentnego transportu, natomiast symulację reakcji przeprowadzono z jednokrokowym mechanizmem reakcji, a współzależność turbulencji i reakcji chemicznych została rozwiązana za pomocą Wirowego Modelu Rozpraszania. Wielkość kroku obliczeniowego w pulsującym płomieniu wynosiła 1/20 okresu impulsu. Model cząstek sadzy użyty w tej pracy uwzględniał dwa różne etapy procesu powstawania sadzy: etap powstawania jąler i etap wzrostu cząstek. W wyniku dwa rozwiązywane są dwa równania transportu - odpowiednio masy frakcji jąder i masy sadzy. Wdrożenie tego modelu odbywa się poprzez funkcje zdefiniowane przez użytkownika, zastępują one warunki źródłowe w domyślnych równaniach transportu sadzy. Ponadto, wytwarzanie NOx rozwiązano za pomocą klasycznego mechanizmu Zeldowicza z założeniem częściowej równowagi podczas wydzielania tlenu atomowego O i grup hydroksylowych OH.

2

Dobór optymalnej metody zwiększania stopnia sczerpania zasobów złoża BMB

Lubaś J., Such J., Korpanty W., Dziadkiewicz M., Jankowski K.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2004

|

nr 130

521--526

PL

W referacie przedstawiono najnowsze wyniki badań obliczeniowych i doświadczalnych dotyczących maksymalizacji stopnia sczerpania zasobów największego jak dotychczas w kraju złoża ropy naftowej. Pierwsza część obejmuje ocenę wpływu systemu energetycznego czapy gazowej na wielkość wydobycia ropy oraz jej udział w podtrzymaniu ciśnienia złożowego. Do obliczeń wykorzystano uniwersalne równanie bilansu masowego, uwzględniające występowanie zjawiska kondensacji wstecznej. Analizując możliwość wdrożenia metod wtórnych wykazano, że metodą optymalną w tych warunkach energetycznych jest proces zatłaczania gazów. Badania doświadczalne wykonano na modelu złoża typu slim-tube. Pozwoliły one określić wielkość stopnia odropienia w funkcji składu chemicznego i fazowego zatłaczanych mediów. Równocześnie wykazano, że największą sprawnością odropienia charakteryzuje się proces miscible, w którym następuje zmieszanie fazy wypieranej i wypierającej. Przedstawiono program zróżnicowanego oddziaływania na złoże w zależności od etapu jego eksploatacji.

EN

The paper presents the new results of calculations and experiments concerning to the possibility of improving the oil recovery from the largest polish oil reservoir — BMB. The impact which the gas cap has on sustaining the reservoir pressure and production capaciry is discussed in the first part of the paper. The calculations were carried out using the mass balance equation with due account for retrograde condensation. Using the "slim tube" model of reservoir it was demonstrated that the gas injection is a best method of increasing the oil recovery which also depends on chemical and phase composition of injected media. It was found that the miscible process is the most effective in displacing oil from reservoir. The authors proposed the program and time schedule of different enhanced methods for various stages of reservoir production.

3

Eksperymentalne i obliczeniowe badania dla zwiększenia skuteczności hamulców aerodynamicznych samolotu I-22 Iryda M96

Kania W., Krzysiak A., Kulicki P., Zwierchanowska B.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

1998

|

nr 4 (155)

61--79

PL

W pracy przedstawiono badania eksperymentalne w transonicznym tunelu N-3 mające na celu opracowanie zmodyfikowanego układu hamulców aerodynamicznych samolotu I-22 Iryda o podwyższonej skuteczności dla wersji M96 tego samolotu. Przeprowadzono badania charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu I-22 Iryda M96 bez i z wychylonymi zmodyfikowanymi hamulcami, porównując uzyskane rezultaty z charakterystykami dla wyjściowej wersji hamulców. Porównania te pozwalają stwierdzić, że zmodyfikowany układ hamulców aerodynamicznych spełnia wymagania postawione dla wersji M96 samolotu Iryda. Korzystając z uzyskanych w badaniach tunelowych charakterystyk aerodynamicznych przprowadzono również symulacyjne badania numeryczne dynamiki samolotu I-22 Iryda M96 po otwarciu zmodyfikowanych hamulców w warunkach lotu nurkowego i poziomego przy pełnym otwarciu hamulca oraz dla lotu poziomego przy hamowaniu impulsowym tj. dla małych czasów otwarcia hamulców. Dokonano oceny opracowanej zmodyfikowanej wersji hamulców z punktu widzenia skuteczności zmniejszania prędkości lotu poziomego i ograniczeń uzyskiwanej prędkości lotu w nurkowaniu.

EN

The significant improvement of the aerodynamics brakes efficiency was one of the important task set to realisation in connexion with moderinisation of the training-combat aircraft I-22 Iryda. Accordingly to the entertained assumptions two times increase in minimum drag coefficient should have been achieved without any significant changes in the airframe. Furthermore it was supposed, that the new-designed aerodynamic brakes will not caused change in pitching moment direction. Tending towards improvement of the aerodynamic brakes efficiency there were made an aerodynamic tests of the I-22 Iryda aircraft model with a number of chosen variants of the modificated brakes in the trisonic wind tunnel N-3. Obtained aerodynamic characteristics of the I-22 Iryda aircraft model with these brackes made possible choice one of them which the best of all fulfils demanded requirements. Furthermore, using the obtained aerrodynamic characteristics the numerical simulation tests of the I-22 Iryda aircraft flight with opened aerodynamic brakes of chosen version werde made. These tests with full opened brakes were made in conditions of the horizontal and diving flights. Moreover, the numerical simulation tests for short time braking conditions (i.e. impulsing braking) during horizontal flight were made. Basing of the said numerical investigations evaluation of the modernised aerodynamic brakes efficiency in diminishing velocity of the I-22 Iryda during horizontal and diving flights were made.