Simulation von Festbettreaktoren zur technischen Verbrennung mit der Euler-Euler-Methode:
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| Sprache: | Deutsch Englisch |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2007
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Symbolverzeichnis VIII
Abstract XII
1 Einleitung 1
1.1 Motivation 1
1.2 Zielsetzung 5
1.3 Gliederung 7
2 Literaturübersicht 8
2.1 Simulation von Rostfeuerungsanlagen 8
2.2 Problematik der Partikelbeschreibung 13
2.3 Design der Feuerraumgeometrie 17
3 Modellbildung 19
3.1 Beschreibung von Partikel und Gasphase 19
3.1.1 Erhaltung der Masse 20
3.1.2 Erhaltung des Impulses 21
3.1.3 Partikelphase als granuläres Medium 25
3.1.4 Erhaltung der Enthalpie 36
3.2 Beschreibung des Einzelpartikels 43
3.2.1 Erhaltung der Masse 44
3.2.2 Erhaltung des Impulses 46
3.2.3 Erhaltung der Enthalpie 47
V
3.3 Heterogene chemische Reaktionsmechanismon 49
3.3.1 Trocknung 50
3.3.2 Pyrolyse 51
3.3.3 Vergasung 54
3.3.4 Koksausbrand 55
3.4 Turbulenz und chemische Reaktion 61
3.4.1 Turbulenzmodell in der Gasphase 61
3.4.2 Homogene Chemie und Turbulenz 63
3.5 Homogene chemische Reaktionsmechanismen 64
3.5.1 Detaillierte und reduzierte Reaktionsmechanismen 64
3.5.2 Globale Reaktionsmechanismen 66
3.5.3 Linearisierung chemischer Reaktionsgleichungen 70
4 Brennstoffcharakterisierung 71
4.1 Untersuchung des Abbrandverhaltens 71
4.1.1 Versuchsanlage 72
4.1.2 Messtechnik 73
4.1.3 Brennstoff 73
4.2 Experimentelle Ergebnisse 74
4.2.1 Temperaturverlauf 76
4.2.2 Massenabnalime 77
4.2.3 Trocknung 77
4.2.4 Pyrolyse und Koksabbrand 78
4.2.5 Zündgeschwindigkeit SO
5 Implementierung 83
5.1 Prograinmstruktur 83
5.2 Randbedingungen 86
5.2.1 Gasphase 87
5.2.2 Partikelphase 89
5.2.3 Gebietszerlegung 92
VI
5.3 Testfall Reaktive Mehrphasonströmimg 93
6 Technische Anwendung 97
6.1 TAMARA Anlage im halbtechnischen Maßstab 98
6.1.1 Anlagenbesclireibung 98
6.1.2 Messtechnik 101
6.1.3 Brennstoff 101
6.1.4 Numerische Simulation 102
6.1.5 Ergebnisse 106
6.2 MHKW Ludwigshafen Anlage im technischen Maßstab 117
6.2.1 Anlagenbeschreibung 117
6.2.2 Brennstoff 121
6.2.3 Messtechnik 122
6.2.4 Numerische Simulation 122
6.2.5 Ergebnisse 125
7 Zusammenfassung 131
A Modellkonstanten 135
B Versuchsparameter 137
C Stoffdaten 139
D Vergleichszahlen 141
E Jacobi Transformation 143
F Stofftransport von Feststoffen 146
F.l Anlagenbeschreibung 146
F.2 Einfluss der Roststabgeschwindigkeit 148
Literaturverzeichnis 150
VII
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