Original title: Metody pro určování charakteristických parametrů procesů spalování na bázi experimentů a modelování
Translated title: Methods for Determination of Characteristic Parameters of Combustion Processes on the Basis of Experiments and Modeling
Authors: Bělohradský, Petr ; Klemeš,, Jiří (referee) ; Žitný, Rudolf (referee) ; Stehlík, Petr (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2010
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Práce se zabývá možnými metodami pro určování a modelování charakteristických parametrů při spalování plynných paliv. Pozornost je věnována tvorbě oxidů dusíku a přenosu tepla z horkých spalin do stěn spalovací komory. Důležitou částí práce je vlastní experimentální činnost, která je zaměřena na provedení zkoušek dvou hořáků s potlačenou tvorbou oxidů dusíku. Cílem experimentální činnosti je obdržet data potřebná pro další zpracování a modelování. Práce prezentuje dvě metody, které je možné využít při modelování charakteristických parametrů spalování. Konkrétně se jedná o metodu založenou na statistickém zpracování dat a metodu založenou na výpočtové dynamice tekutin (Computational Fluid Dynamics, CFD). Na dvou vybraných zařízení (hořák s dvoustupňovým přívodem paliva, hořák s dvoustupňovým přívodem spalovacího vzduchu) jsou aplikovány tyto výpočtové přístupy za účelem prozkoumání konkrétních parametrů. První uvedený přístup zahrnuje podrobné plánování zkoušky hořáku před jejím vlastním provedením (stanovení cíle zkoušky, výběr vstupních faktorů, měřené veličiny a plánu experimentu) a následné statistické zpracování experimentálních dat. Naproti tomu druhý přístup založený na metodách CFD nabízí simulace jako alternativu k tradičním experimentálním metodám. Simulace spalování zahrnuje vytvoření výpočtové sítě modelu spalovacího zařízení, nastavení okrajových podmínek modelu, nastavení modelu proudění, modelu přenosu tepla a modelu chemické kinetiky. Výsledky simulací jsou porovnány s experimentálně získanými daty. The present thesis is concerned with methods for determination and modeling of characteristic parameters of combustion of gaseous fuels. The focus is stressed on formation of nitrogen oxides and heat transfer from hot flue gases into combustion chamber’s walls. Experimental work, which is focused on testing of two burners with suppressed formation of nitrogen oxides, is an important part of the thesis. Its aim is to obtain data that is necessary for further processing and modeling. The work presents two methods that may be used in modeling of characteristic combustion parameters, namely the method based on statistical processing of data and the method based on computational fluid dynamics. The approaches are applied to two devices (burner with two-staged fuel supply, burner with two-staged air supply) with the objective to analyze their parameters. First approach covers detailed planning of burner test prior to its own carrying out (definition of the goal of experiment, choice of input factors and response, experimental plan) and subsequent statistical processing of experimental data. On the contrary, CFD approach offers simulations as an alternative option to traditional experimental methods. The simulation of combustion includes building of computational grid, setup of boundary conditions, turbulence model, heat transfer model and chemical kinetics. Results of simulations are compared with experimental measured data.
Keywords: CFD.; design of experiments; face-centred central composite plan; low-NOx burner; mathematical model; Nitrogen oxides; radiative heat transfer; CFD.; hořák s potlačenou tvorbou oxidů dusíku; matematický model; Oxidy dusíku; plánování experimentu; přenos tepla radiací; stěnově-středový centrální kompoziční plán

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/9607

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-233897


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses