Geri Dön

Modeling of radiative heat transfer in strongly forward scattering media of bubbling fluidized bed combustor with and without recycle

Kuvvetli ileri saçınımlı ortam içeren geri çevrimli ve çevrimsiz kabarcıklı akışkan yataklı yakıcıda ışınım ısı aktarımının modellenmesi

  1. Tez No: 475079
  2. Yazar: ÖZGE ŞEN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖRKEM KÜLAH, PROF. DR. NEVİN SELÇUK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

Geometrik optik yaklaşımının ve saçılım faz fonksiyonu basitleştirmelerinin linyit kömürü yakan 0.3 MWt ODTÜ atmosferik kabarcıklı akışkan yataklı yakıcının serbest bölgesinde öngörme doğruluğu ve hesaplama verimliliği açısından test edilmesi için, geometrik optik yaklaşımı ve saçılım faz fonksiyonu basitleştirmeleri ışınım ısı aktarımını modellemek için uygulanmış ve ürettikleri öngörüler ölçümlerle ve kıyaslama çözümlerle karşılaştırılmıştır. Bu modelde, serbest bölge, üç boyutlu, dikdörtgen şeklinde, gri ve siyah yüzeylerle çevrelenmiş; gri, soğuran, yayan gaz ve gri, soğuran, yayan ve izotropik /izotropik olmayan saçılım yapan ya da saçılım yapmayan parçacıklar olarak muamele edilmiştir. Belirli yönler yönteminin çizgiler metoduyla çözümünün gazlar için gri gaz ve uçan kül parçacıkları için Mie teori ve geometrik optik yaklaşımı ile birleşimine dayanan kartezyen koordinatlarındaki üç boyutlu ışınım modeli, normalize edilmiş Henyey Greenstein faz fonksiyonu kullanılarak izotropik olmayan saçılım ile birleştirilerek genişletilmiştir. Modelleme ve model verilerini doğrulama için gerekli girdi verileri, geri çevrimli ve çevrimsiz olarak çalışan ODTÜ 0.3 MWt atmosferik kabarcıklı akışkan yataklı yakıcıdan daha önce alınmış deneysel verilerden sağlanmıştır. Geometrik optik yaklaşımının öngörme doğruluğunun değerlendirmesi, geometrik optik yaklaşımının uygulanabilirlik limitinin parçacıkların yüzey ortalama çapına ya da toplam ağırlık dağılımına dayanmaktansa, parçacıkların toplam kesit alanı dağılımına dayanması gerektiğini göstermiştir. Geometrik optik yaklaşımının artan optik kalınlıkla birlikte hesaplama verimliliğini arttırdığı bulunmuştur. Saçılım faz fonksiyonu basitleştirmelerinin öngörme doğruluğu ve hesaplama verimliliği açısından test edilmesi için, saçılım faz fonksiyonu basitleştirmelerinin ürettikleri öngörüler Henyey Greenstein faz fonksiyonu kullanılarak ileri saçılım yapan öngörüleriyle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar, faz fonksiyonu basitleştirmelerinin serbest bölge duvarlarına gelen ısı akısına etkisinin önemli ölçüde olmadığını ama kaynak teriminin faz fonksiyonu basitleştirmelerine hassas olduğunu ve bu hassasiyetin artan optik kalınlıkla birlikte arttığını göstermiştir. Saçılım faz fonksiyonu basitleştirmelerinin sadece yüksek parçacık yüklü yanma sistemlerinde hesaplama verimliliğini arttırdığı gözlenmiştir ancak bu sistemlerde parçacık saçılımının doğru temsil edilmesi, ileri saçılım, önemlidir.

Özet (Çeviri)

Predictive accuracy and CPU efficiency of geometric optics approximation (GOA) and scattering phase function simplifications in the freeboard of lignite-fired METU 0.3 MWt ABFBC Test Rig were tested by applying them to the modeling of radiative heat transfer and comparing their predictions against measurements and benchmark solutions. The freeboard was treated as 3-D rectangular enclosure containing grey, absorbing, emitting gas with grey, absorbing, emitting, non/isotropically/anisotropically scattering particles surrounded by diffuse grey/black walls. A three-dimensional radiation model based on Method of Lines (MOL) solution of Discrete Ordinates Method (DOM) coupled with Grey Gas (GG) for gases and Mie theory / GOA for fly ash particles in rectangular coordinates was extended for incorporation of anisotropic scattering by using normalized Henyey-Greenstein (HG) for the phase function. The input data required for the model and its validation were provided from the experimental data, which was previously taken from METU 0.3 MWt ABFBC Test Rig operating with and without recycle of fine particles. Assessment of GOA in terms of predictive accuracy reveals that applicability limit of GOA should be based on cumulative cross sectional area distribution rather than surface mean diameter or cumulative weight distribution of particles. From the viewpoints of computational economy, GOA was found to improve CPU efficiency of the solution with increasing optical thickness. Predictive accuracy and computational efficiency of scattering phase function simplifications were tested by comparing their predictions with those of forward scattering with HG. Comparisons reveal that phase function simplifications have insignificant effect on incident heat fluxes whereas source terms were found to be sensitive to phase function simplifications and the sensitivity increases with increasing optical thickness. Improvement in CPU efficiency of phase function simplifications is observed in only combusting systems involving high particle loads; however, in those systems, accurate representation of particle scattering that is forward scattering is vital.

Benzer Tezler

  1. Nongray gas and nongray particle effects in modeling fluidized bed combustors

    Gri-olmayan gaz ve gri-olmayan parçacık etkilerinin akışkan yataklı yakıcılarda modellenmesi

    CİHAN ATEŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖRKEM KÜLAH

    PROF. DR. NEVİN SELÇUK

  2. Investigations into the evolution of heated liquid films

    Isıtılan sıvı filmlerin evrimine ilişkin araştırmalar

    OMAIR A. A. MOHAMED

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Assoc. Prof. LUCA BİANCOFİORE

  3. Thermal underhood analysis of a heavy commercial vehicle using open source CFD package openFOAM

    Başlık çevirisi yok

    ÇAĞATAY EMRE AYHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALTUĞ MELİK BAŞOL

  4. Modeling and simulation of photobioreactors for biological hydrogen production

    Biyolojik hidrojen üretimi için fotobiyoreaktör modeleme ve sımulasyon

    DOMINIC DEO ANDROGA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İNCİ EROĞLU

    YRD. DOÇ. DR. BAŞAR UYAR

  5. Modeling of radiative heat transfer in freeboard of a 0.3 Mw AFBC test rig using zone method of analysis

    Bölgeler yöntemi analizi kullanılarak 0.3 Mw'lık bir akayy'nin serbest bölgesinde ışınım ısı aktarımının modellenmesi

    AYKAN BATU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2001

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEVİN SELÇUK