1. Simulacija zgorevanja dizelskega goriva in DME v zgorevalni komori dizelskega motorja : diplomsko deloTomi Gjergjek, 2023, undergraduate thesis Abstract: Namen diplomskega dela je bila primerjava zgorevanja dizla in dimetil etra v zgorevalni komori dizelskega motorja. Simulacije so bile izvedene v programskem paketu FIRE in omejene na izsek ene zgorevalne komore. V dizelskih motorjih poteka zgorevanje s samovžigom goriva, zato so različne lastnosti obeh goriv vplivale na potek zgorevanja in posledično na temperaturo, tlak ter na produkte zgorevanja oziroma emisije. Na zgorevanje vpliva tudi kot ročične gredi, pri katerem se vbrizga gorivo, zato so se simulacije izvedle pri treh različnih kotih vbrizga. Škodljive emisije dizelskih goriv, kot so dušikovi oksidi, ogljikovodiki, delci, ogljikov monoksid in dioksid, nelagodno vplivajo na zdravje ljudi in naravo, zato se standardi za emisije, ki določajo dovoljeno količino emisij pri zgorevanju, bližajo vse nižjim vrednosti. Dimetil eter bi naj bil ustrezen nadomestek za dizelsko gorivo, tako imenovano alternativno gorivo. Rezultati simulacije so pokazali različne vrednosti tlaka, temperature in emisij, kot tudi prednosti in slabosti dimetil etra v primerjavi z dizlom.
Keywords: numerična simulacija, zgorevanje, dizelski motor, goriva, dizel, dimetil eter, programski paket FIRE, emisije
Published in DKUM: 05.10.2023; Views: 312; Downloads: 31
 Full text (4,03 MB) |
2. Vpliv lastnosti zgorevanja lesne biomase na razvoj male kurilne napraveTomas Zadravec, 2017, master's thesis Abstract: Magistrsko delo je namenjeno predstaviti holističnega pristopa na področju zasnove modernih, malih kurilnih naprav. Predstavljene teoretične osnove, ki se navezujejo na lastnosti trdnih lesnih goriv in proces njihovega zgorevanja, predstavljajo fundamentalna znanja s katerimi je mogoče uspešno načrtovati zasnovo kurilnih naprav. Podrobneje so predstavljene še škodljive snovi, ki izstopajo iz sistema v katerem se odvija proces zgorevanja. Cilj razvoja malih kurilnih naprav na trdna lesna goriva je med drugim zagotovitev čistejšega zgorevanja, z namenom omejiti obremenitev okolja. Z upoštevanjem teoretičnega poznavanja področja zgorevanja trdnih lesnih goriv je mogoče načrtovati okolju prijazne in učinkovitejše naprave. Za namen uprizoritve procesa razvoja male kurilne naprave je predstavljen realen primer, kot ga je beležil avtor magistrskega dela tekom trajanja projekta. Predstavljen primer opisuje proces razvoja po principu »iz napak se učimo«. Tovrsten način razvoja dovoljuje hitre rezultate kadar je stopnja izkušenj in znanja sodelujočih oseb primerno visoka. Za reševanje dovolj enostavnih primerov zadostuje omenjena metoda, v primeru reševanja kompleksnejših problemov pa intuitivne metode ne zadostujejo več. Kot primer bolj primerne metode razvoja mailih kurilnih naprav na trdna lesna goriva je predstavljena računalniška dinamika tekočin. Za ta namen je bila pripravljena analiza predstavljene kurilne naprave s pomočjo numerične simulacije zgorevanja. Za namen popisa dogodkov v sloju goriva je bil uporabljen empirični ravnotežni model, ki služi za pridobitev sestave in lastnosti sinteznega plina, ki zapušča sloj. S pomočjo predpostavljenih in izračunanih robnih pogojev je bila izvedena numerična simulacija zgorevanja in prenosa toplote v mali kurilni naprav. Rezultati simulacije podajajo bogat vpogled v notranjost kurilne naprave tekom obratovanja, s tem pa možnost za razumevanje posledic različnih zasnov na obratovalne karakteristike, še pred njeno izdelavo.
Keywords: Zgorevanje, trdna lesna goriva, zgorevanje trdnih goriv, lesni peleti, male kurilne naprave, toplovodni kotli, modeliranje zgorevanja, model plasti goriva, ravnotežni model plasti, zgorevanje na fiksni rešetki, računalniška dinamika tekočin (RDT), numerična analiza male kurilne naprave, proces razvoja male kurilne naprave, preizkušanje karakteristik
Published in DKUM: 22.11.2017; Views: 1600; Downloads: 59
Full text (11,77 MB) |
3. Preveritev in posodobitev izgorevanja goriva z uporabo ISOlib knjižnice v CORD-2 programuDušan Ćalić, 2016, doctoral dissertation Abstract: Na Inštitutu Jožef Stefan se računalniški paket CORD-2 uporablja za preračune sredice lahkovodnih reaktorjev. CORD-2 se uporablja že od leta 1990 in je bil že večkrat verificiran za izdelavo projektnih izračunov Nuklearne elektrarne Krško. V ta namen smo znotraj doktorskega dela razvili postopke, s katerimi smo zamenjali obstoječi WIMSD-5B transportni modul za celični izračun z Monte Carlo programom Serpent 2. Razvili smo postopek efektivne homogenizacijske metode (EDH) za izračun presekov na modelu osnovne celice, ki se trenutno uporablja v CORD-2 programskem paketu.
Z uporabo novega računskega orodja Serpent-GNOMER smo preverili izvedbo projektnih izračunov za Nuklearno elektrarno Krško. Izračune smo primerjali z eksperimentalnimi in vzporednimi CORD-2 preračuni, kjer smo opravili primerjavo ključnih parametrov. Rezultati analize so pokazali, da metoda Monte Carlo še ni primerna za rutinsko uporabo, lahko pa služi kot referenčna rešitev za preveritev determinističnih izračunov.
CORD-2 obravnava zgorevanje goriva z uporabo predhodno generirane knjižnice izotopske sestave, tako imenovano knjižnico ISOlib. Le ta je generirana v odvisnosti od povprečnih obratovalnih pogojev med zgorevanjem. V trenutni verziji programa CORD-2 ne moremo upoštevati efekta hlajenja med remontom. Zato smo izpeljali faktorje hlajenja s katerimi izboljšamo izotopsko sestavo goriva. Izpeljali smo splošno obliko faktorjev, ki so odvisni od časa hlajenja, obogatitve goriva in končne zgorelosti goriva. Z uporabo empiričnih popravkov na enostavnem konzervativnem modelu dosežemo, da se razlika zaradi efekta hlajenja zmanjša.
Keywords: Monte Carlo, homogenizacija, deterministični, pomnoževalni faktor, porazdelitev moči, izotopska sestava, reaktorski izračuni, računalniški programi, hlajenje goriva, zgorevanje goriva, tlačnovodni lahkovodni reaktor
Published in DKUM: 31.08.2016; Views: 2434; Downloads: 269
Full text (29,72 MB) |
4. Vpliv biodizla na zgorevanje in emisijske značilke dizelskih motorjevAleš Hribernik, Breda Kegl, 2007, original scientific article Abstract: Rezultati raziskav vpliva biodizla in njegovih mešanic z gorivom D2 na delovanje dizelskih motorjev so si pogosto nasprotujoči. Medtem ko velja glede emisij splošna ugotovitev o zmanjšanju koncentracije saj ter zvečanju NOx, pa so si ugotovitve o emisijah nezgorelih oglikovodikov in CO pogosto nasprotujoče. Tudi poročanje o zmanjšanju emisij NOx ni redko. Vzrok za tako različne ugotovitve tiči najverjetneje v različnih razmerah raziskovanja, motorjih z različno obliko zgorevalnega prostora, različnih sistemih za vbrizg goriva in podobno. Da bi analizirali mogoče vplive, smo opravili raziskave na dveh različnih dizelskih motorjih. Izmerili smo obratovalne in emisijske značilke pri delovanju z biodizlom in gorivom D2 ter posneli indikatorske diagrame, s katerimi smo lahko analizirali potek zgorevanja. Rezultati so pokazali, da ugotovitev o vplivu biodizla na potek zgorevanja in emisijske značilke ne smemo posploševati, saj se za oba obravnavana motorja pomembno razlikujejo.
Keywords: bio-goriva, zgorevanje, dizelski motorji
Published in DKUM: 10.07.2015; Views: 1032; Downloads: 46
 Link to full text |
5. Model zgorevanja trdnih odpadkov na rešetkiBoštjan Rajh, 2014, doctoral dissertation Abstract: V doktorskem delu je predstavljen model za zgorevanje trdnih odpadkov na rešetki. Modeliranje trdnih odpadkov na rešetki je sestavljeno iz dveh delov: modeliranje pretvorbe trdnega goriva v plinasto fazo na rešetki s pomočjo ustreznega ravnotežnega modela in numerična simulacija plinaste faze zgorevanja nad plastjo trdnega goriva s pomočjo računalniške dinamike tekočin (RDT). Oba dela sta med seboj neposredno povezana preko sestave sinteznega plina in sevalnega toplotnega toka. Predstavljen pristop modeliranja zahteva medsebojno izmenjavo podatkov med obema modeloma, dokler se podatki obeh modelov ne uskladijo oz. ni bistvene spremembe, t.j. med sinteznim plinom, ki zapušča plast trdnega goriva in sevalnim toplotnim tokom, ki prihaja na samo plast.
Pretvorba trdnih odpadkov v plinasto fazo na rešetki je bila modelirana s pomočjo lastno razvitega empiričnega 1D ravnotežnega modela, ki temelji na vhodnih podatkih kot so: količina in sestava trdnih odpadkov, količina primarnega zraka, ki se dodatno pomeša še z recirkuliranimi dimnimi plini pod rešetko in sevalnim toplotnim tokom na vrhu plasti trdnega goriva.
Ravnotežni model na podlagi vhodnih podatkov predvidi ustrezne robne pogoje na medfazni površini trdnega goriva in plinaste faze kot je sestava (O2, H2O, CO, volatili) temperatura in hitrost sinteznega plina vzdolž rešetke. Pridobljeni robni pogoji v okviru ravnotežnega modela predstavljajo vstopne robne pogoje za izvedbo simulacije plinaste faze zgorevanja. Numerična simulacija je bila narejena s pomočjo komercialnega paketa RDT ANSYS CFX z uporabo ustreznih numeričnih modelov zgorevanja.
Z vidika validacije numeričnega modela je bila na različnih mestih znotraj kurišča narejena primerjava temperature z eksperimentalno pridobljenimi podatki. Narejena analiza s pomočjo RDT razkriva detajlno mešanje in karakteristike zgorevanja v realni kurilni napravi z rešetko in nudi možnost poiskati ustrezne rešitve na kakšen način jo optimizirati kot tudi kako izboljšati obratovanje takšnih naprav za energijsko izrabo odpadkov (EIO) z namenom doseganja boljšega izkoristka. Rezultati so pokazali, da neupoštevanje učinka vzgona lahko povzroči bistvene napake v numeričnih rezultatih. Izkazalo se je, da je v industriji mogoče uporabiti RDT kot osnovno orodje za optimizacijo takšnih objektov za EIO glede na številne kritične faktorje kot tudi, na kakšen način učinkovito optimizirati takšen sistem za namen boljšega obratovanja.
Keywords: Pretvorba trdnega goriva, trdni odpadki, modeliranje zgorevanja v plasti, ravnotežni model, kurilna naprava z rešetko, zgorevanje, računalniška dinamika tekočin (RDT)
Published in DKUM: 22.12.2014; Views: 2585; Downloads: 465
Full text (26,96 MB) |
6. Vpliv različnih gostot in topologij mrež na izračunane karakteristike procesov zgorevanja pri GDI motorjuUroš Pešaković, 2013, master's thesis Abstract: Avtomobilska industrija se dandanes sooča z vedno večjimi izzivi, razvojni cikel bencinskega motorja pa mora biti zaključen v izredno kratkem časovnem obdobju. Ugoditi okoljskim predpisom je le eden izmed poglavitnih izzivov, s katerimi so soočeni inženirji. Vsem zahtevam trga je v izjemno kratkem času možno ugoditi le izključno z pomočjo uporabe numeričnimi simulacij (RDT). V ta namen se uporabljajo programska orodja, ki omogočajo izdelavo računskih mrež zgorevalne komore, pri čemer je uporabniku ponujena možnost odločitve med dvema različnima topologijama. Izvedena je bila primerjava rezultatov pridobljenih z računsko mrežo izdelano s pomočjo avtomatiziranega postopka znotraj programa Fire FAME Engine Plus ter strukturirano računsko mrežo izdelano s programom Fire ESE Engine. Glede na pridobljene rezultate različnih topologij in gostot mrež ter debeline in števila dodeljenih plasti za popis razmer tik ob steni, so bila podana priporočila za nadaljnjo delo pri izdelavi tovrstnih računskih mrež.
Keywords: čunalniška dinamika tekočin, bencinski motor GDI, emisije CO2, evropski emisijski standard, sistem za dobavo goriva, zidna funkcija, turbulentni model, večfazni tok, zgorevanje, diskretizacija domene, strukturirana računska mreža
Published in DKUM: 12.12.2013; Views: 1875; Downloads: 235
Full text (5,23 MB) |
7. EKSPERIMENTALNO NUMERIČNA ANALIZA TOKOVNO REAKTIVNIH VELIČIN VEČPLAMENSKEGA GORILNIKAMarko Klančišar, 2013, doctoral dissertation Abstract: Optimizacija zgorevalnih naprav v smislu povečanja učinkovitosti in zmanjšanja obremenitve okolja s polutanti, je danes glavno vodilo pri raziskavi ter snovanju novih projektov povezanih z zgorevanjem. To je mogoče doseči s pomočjo točnih zasnov pomembnih komponent gorilnika ter kurišča, kar dodatno zajema pojave prenosa mase in toplote. V zadnjih nekaj letih je računalniška dinamika tekočin (CFD) postala popularna metoda za uporaben pristop k pridobivanju preliminarnih informacij in napovedovanju obnašanja komercialnih zgorevalnih zasnov. Vendar so pojavi, ki potekajo v gorilnikih zelo kompleksni; recirkulacija dimnih plinov, prenos energije, turbulentna kemijska kinetika in razmerje toka-kemijskih reakcij so v primeru vrtinčnih zgorevalnih naprav še ojačeni. Z omenjenega vidika je CFD analiza vrtinčnih ne-predmešanih reaktivnih tokov ena najpomembnejših in zahtevnih področij v moderni CFD. Za primerjavo so dokumentirani eksperimentalni podatki, ki predstavljajo uporabno informacijo za kontrolo in testiranje CFD.
Za popis dinamike tekočin skupaj s prenosom toplote, je v literature mogoče najti različne matematične pristope. Glavni pristop uporablja turbulentne modele zgorevanja kar omogoča uporabo statističnih lastnosti skalarnega polja. Ti pristopi omogočajo v večini primerov podrobne informacije o tokovnem polju ter temperaturi vendar so pri napovedovanju koncentracij nižjih vrst manj natančni. Za kotlovske naprave je bila že predlagana nova metoda (Faravelli et al., 2001). Ta pristop (SFIRN) temelji na originalni zasnovi hibridne metode. Tokovna ter temperaturna polja niso pod vplivom nastanka NOx. Za opis nastanka toplote v CFD modeliranju je dovolj manjše število hitrih kemijskih reakcij. Spisek oziroma skupina idealnih reaktantov je definirana na osnovi rezultatov pridobljenih z numerično simulacijo. Ti reaktanti skupaj predstavljajo število enakih celic in se rešujejo s pomočjo zelo podrobne kemijske kinetike. Podrobne eksperimentalne meritve 1SF gorilnika predstavljajo pomemben testni primer z namenom potrditve numeričnega postopka, kar je mogoče kasneje razširiti na kompleksnejše primere. Realno kurilno napravo smo preučevali z uporabo računalniške dinamike tekočin; podrobneje s programskim paketom ANSYS CFX. V nalogi smo uporabili eksperimentalno dognane robne pogoje vhodnih parametrov ter nekaj parametrov drugih avtorjev. Za numerične simulacije so bili uporabljeni turbulentni modeli, modeli zgorevanja ter sevanja. Nadalje smo primerjali rezultate različnih izbranih modelov z eksperimentalnimi ter ugotavljali primernost le teh. Cilj modeliranja je bila izbira primernih modelov za uporabo numeričnega preizkušanja novih industrijskih gorilnikov, kar smo v primerjavi z eksperimentom okarakterizirali s tokovnim in temperaturnim poljem, hkrati pa z lokalno stopnjo izgorelosti (CO). Rezultati numeričnega modeliranja so bili povsod primerjani z eksperimentalnimi meritvami.
Prikazan znanstveni pristop omogoča CFD analizo tokovnih lastnosti kot tudi reaktivnega toka že v fazi načrtovanja novih zasnov gorilnikov kar omogoča hitrejši in bolj zanesljiv razvoj novega izdelka.
Keywords: Swirlflame, industrijski gorilnik, računalniška dinamika tekočin, ne-predmešano zgorevanje, program ANSYS CFX, razprševanje goriva, mešalna frakcija
Published in DKUM: 14.10.2013; Views: 2491; Downloads: 230
Full text (10,17 MB) |
8. |
9. LABORATORIJSKA KURILNA NAPRAVA ZA TESTIRANJE LASTNOSTI TRDNIH GORIV IN ODPADKOVMarjan Razboršek, 2009, undergraduate thesis Abstract: Človeštvo se vedno bolj zaveda problemov pomanjkanja energentov.
Vsako leto proizvedemo vedno več odpadkov, ki jih ne moremo povsem reciklirati.
Del odpadkov, ki jih ne moremo snovno izrabiti, lahko energijsko izrabimo in pretvorimo v toplotno in električno energijo, vendar moramo pri tem poskrbeti, da je negativni vpliv na okolje tega procesa minimalen in znotraj predpisanih vrednosti za onesnaževanje tovrstnih naprav.
S tem namenom smo se odločili, da konstruiramo napravo, kjer se bo na majhni količini vzorčnih goriv oziroma odpadkov določilo parametre zgorevanja, z dobljenimi rezultati pa bo lažje konstruirati tehnološko primernejšo, zmogljivejšo in okolju prijaznejšo napravo za izrabo odpadkov in nekonvencionalnih trdnih goriv.
Keywords: zgorevanje, trda goriva, odpadki, kurišče, konstrukcija kurilne naprave
Published in DKUM: 07.01.2010; Views: 2531; Downloads: 191
Full text (2,39 MB) |
10. EKSPERIMENTALNO-NUMERIČNA ANALIZA ZGOREVANJA KOEL V MALI KURILNI NAPRAVIBoštjan Rajh, 2009, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je predstavljena eksperimentalno — numerična analiza zgorevanja kapljevitega goriva KOEL v mali kurilni napravi. Za izvedbo eksperimentalnih meritev je bil uporabljen oljni gorilnik, kapljevito gorivo KOEL, eksperimentalni kotel laboratorijske izvedbe in analizator dimnih plinov. Na podlagi rezultatov meritev emisij dimnih plinov je bil določen optimalni razmernik zraka. S pomočjo računalniške dinamike tekočin smo izdelali numerično simulacijo zgorevanja KOEL za optimalni razmernik zraka in srednjo moč oljnega gorilnika ter predstavili tokovne razmere, temperaturna in hitrostna polja, polja porabe zraka (kisika) pri zgorevanju in polja nastanka produktov zgorevanja.
Keywords: kapljevita goriva, zgorevanje, oljni gorilniki, oljne šobe, dimni plini, analiza emisij, dinamika tekočin, večsestavinski reaktivni tok, numerična simulacija, računalniški program CFX 11.
Published in DKUM: 03.07.2009; Views: 3410; Downloads: 441 (1 vote)
Full text (10,95 MB) |
