V prispevku poročamo o večstopenjskem modelu razpršilnega sušenja suspenzije zeolita 4A. Model temelji na nadgradnji enostopenjskega modela razpršilnega sušenja, kot se uporablja v večini CFD kod, v večstopenjski model sušenja, ki je primeren za uporabo v večfazne Lagrange-Euler CFD numerične simulacije sušenja . V modelu opisuje prva stopnja sušenje površinske vlage, ki ji sledi druga stopnja, v kateri se odstrani vlaga v porozni notranjosti delca. Druga stopnja temelji na difuzijskem modelu Stefanovega toka. Odstranitev preostale adsorbirane vlage v kristalih zeolita je zajeta v tretji fazi s kinetičnim modelom, ki upošteva temperaturno odvisnost poteka gradienta vlage, pridobljeno iz termogravimetrične analize sistema zeolit 4A-voda. Večstopenjski model sušenja je potrjen s primerjavo računskih rezultatov sušenje delca, ki se nahaja v toku sušilnega zraka pod različnimi procesnimi pogoji vzdolž trajektorij delcev, pridobljenih s CFD analizo pilotnega sušilnika. Rezultati numeričnega modela so bili primerjani z eksperimentalnimi rezultati, pridobljenimi z izvajanjem več testov na pilotnem sušilniku, ter potrjujejo uporabnost in fizikalno pravilnost predlaganega modela.
COBISS.SI-ID: 20122390
Namen raziskave je bil preizkusiti možnost zamenjave mineralnega dizelskega goriva z biodizelskim gorivom, narejenim iz repičnega olja. Izvedene so bile meritve zmogljivost motorja, tlaka v valjih, porabe goriva in količine proizvedenih NOx in CO emisij, ki so bile primerjane z numeričnimi simulacijami, izvedenimi z uporabo AVL- BOOST simulacijskega orodja. Predlagani so bili novi empirični pod-modeli za določanje modela zgorevanja in parametrov v emisijskem modelu. Predlagani pod-modeli omogočajo določanje potrebnih parametrov modelov glede na lastnosti testiranega goriva in števila vrtljajev motorja. Povečanje deleža biodizla v mešanicah goriva vodi v zmanjšanje navora motorja in srednjih efektivnih tlakov v večini testnih režimov. Znižanje je povzročeno zaradi nižje kalorične vrednosti goriva. Višja vsebnost kisika v biodizlu prispeva k boljšemu procesu oksidacije znotraj zgorevalne komore, tako pri delovanju s čistim biodizlom kot z njegovimi mešanicami. Boljša oksidacija vodi tudi v zmanjšanje tvorbe ogljikovih in dušikovih oksidov. Tudi zmanjšanje emisij ogljika lahko pripišemo nižji vsebnostjo ogljika v biodizelskem gorivu. Iz dobljenih rezultatov lahko torej sklepamo, da lahko biodizelsko gorivo in njegove mešanice uporabljamo v dizelskih motorjih težke mehanizacije z mehansko nadzorovanim sistemov za vbrizg kot nadomestilo za mineralno dizelsko gorivo.
COBISS.SI-ID: 19267350
Numerično modeliranje se pogosto uporablja v industriji za natančnejše razumevanje postopkov zgorevanja in za ustrezno načrtovanje in optimizacijo kotlov na biomaso oz. trdne odpadke. V prispevku je predstavljena numerična raziskava 13 MW kotla z rešetko, ki deluje na odpadni les, temelječa na modelu pretvorbe nasutja trdnega goriva in modeliranja zgorevanja v prostoru nad rešetko. Razvit je bil 1D model za pretvorbo lesnih odpadkov v nasutem sloju na rešetki, ki predstavlja nato vstopni pogoj za 3D simulacijo zgorevanja v prostoru nad rešetko. Ker je del dimnih plinov recikliran nazaj v kotel z namenom izboljšanja delovanja kotla, je bil razvit izboljšan model sevanja sivih plinov z namenom izboljšanja natančnosti izračuna vpliva povišanih koncentracij CO2 in H2O pare na sevalni prenos toplote v kotlu. Preučen je bil tudi vpliv izbire polnega modela vzgona na turbulentni tok. Izmerjeni so bili temperaturni profili na različnih pozicijah kotla, tako zaradi boljšega vpogleda v dogajanje v toku in pri zgorevanju, kot tudi z namenom zbiranja podatkov za verifikacijo razvitih modelov. Splošna strategija modeliranja, novi pod-modeli in uporaba recikliranega dimnih plinov predstavljajo pomembno znanje in referenco za modeliranje in snovanje kotlov z rešetkami.
COBISS.SI-ID: 19360022
Študija se osredotoča na numerično raziskavo vpliva biogoriva na kot in dolžino razpršilnega stožca vbrizganega goriva, ki pomembno vpliva na proces zgorevanja in nastanek škodljivih snovi v motorjih z notranjim izgorevanjem. Vpliv različnih fizikalnih in kemijskih lastnostih čistega mineralnega dizelskega goriva, biodizelskega goriva in njihovih mešanic na značilnosti razpršitve smo raziskali z simulacijskim programom AVL-FIRE. Pri uporabi numerične simulacije je treba določiti več različnih empiričnih modelnih parametrov, najpogosteje delovni režim in uporabljeno biogorivo. V tej študiji so bili numerični modeli v programskem paketu AVL FIRE spremenjeni tako, da so bili parametri modelov določeni glede na lastnosti biogoriv in pogojev delovanja motorja. Izvedene so bile eksperimentalne meritve razvoja razpršilnega stožca v cilindrični komori, pod tlakom dušika 40-60 barov, ki so bile so bile uporabljene za potrditev spremenjenega numeričnega modela. Fotografije razvoja razpršitve goriva so bile posnete s kamero visoke hitrosti sinhronizirano s tlačnimi signali in signali dviga igle. Primerjava eksperimentalnih in numeričnih rezultatov je potrdila uporabnost numeričnega modela. Numerični rezultati razvoja razpršilnega stožca posameznih biogoriv pod različnimi načini delovanja in pri atmosferskem tlaku potrjujejo možnost uporabe biogoriv kot nadomestila za mineralno dizelsko gorivo v dizelskih motorjih z zgodnjo generacijo sistemov za vbrizg goriva.
COBISS.SI-ID: 18359830
Razvit je bil hibridni LES/URANS model za simulacijo turbulentnega toka z Metodo robnih elementov. Uporabljen je bil enoten LES/URANS pristop, kjer mejo med področjem simulacije Z LES in simulacije s URANS modelom določamo na osnovi izbrane fizikalne veličine, ki se med numerično simulacijo dinamično spreminja. Glavna značilnost enotnega hibridnega modela je uporaba zgolj enega sistema vodilnih enačb za izračun tokovnega polja tako za LES kot URANS območje. Izračun turbulentne kinetične energije v posameznem območju z LES ali URANS modelom je določen na osnovi preklopnega kriterija. Uporabljen je preklopni kriterij na osnovi izračuna vrednosti Reynoldsovega števila, definiranega na temelju turbulentne kinetične energije kot tudi na temelju skupne turbulentne kinetične energije. Izbira turbulentne viskoznosti, določena glede na tokovne značilnosti in preklopni kriterij, je variirala med podmrežno viskoznostjo (SGS) in URANS efektivno viskoznostjo, ki je bila nato uporabljena v izračunu prenosnih enačb za turbulentno viskoznost in gibalno količino. Razviti numerični algoritem je bil testiran na numerični simulaciji turbulentne naravne konvekcije v kvadratni kotanji. Hibridni model je bil implementiran v numerični model na osnovi Metode robnih elementov in uporabe enotnega območja in metode podobmočij.
COBISS.SI-ID: 18814742