Název:
Měření rychlostních profilů za vířičem
Překlad názvu:
Velocity profile measurement downstream of swirler
Autoři:
Zejda, Vojtěch ; Hájek, Jiří (oponent) ; Vondál, Jiří (vedoucí práce) Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok:
2015
Jazyk:
cze
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstrakt: [cze][eng]
Hořáky jsou klíčová zařízení procesních pecí, jež významně ovlivňují tvorbu emisí při spalovacím procesu. Pro vývoj moderních low – NOX hořáků je nezbytné znát přesnou podobu proudění, které generuje axiální lopatkový vířič spalovacího vzduchu uvnitř tohoto hořáku. Ke zjištění proudového pole se využívá numerické modelování proudění (CFD). Jedná se o matematický nástroj, jehož predikce je vhodné validovat naměřenými daty. Proto bylo rozhodnuto o experimentálním změření rychlostních profilů vybraných vířičů, jež budou využity pro validaci CFD modelů. Tato práce popisuje všechny úkoly, které bylo třeba vykonat před samotným měřením, a také průběh samotného měření. Pro toto měření rychlosti byla vybrána metoda žárové anemometrie. Vyvstala tak nutnost vytvořit výpočtový programu, který dokázal naměřené data zpracovat. V návaznosti na zvolenou metodu byla sestavena měřicí trať, která využila ke svému účelu i části zařízení zkušebny hořáků. Pro přesné polohování sondy bylo navrženo a zkonstruováno polohovací zařízení, které umí nastavovat sondu do požadované polohy s dostatečnou přesností. Po testovacím měření byla sestavena síť měřicích bodů. Vlastní měření probíhalo dvou - drátkovou sondou a celkem bylo proměřeno pět různých axiálních vířičů. Z důvodu velkého objemu dat, potřeby vlastního nastavení výpočtu a důkladné kontroly nad činností vyhodnocovacího softwaru byly dodány podklady pro tvorbu vlastního softwaru. Pro každý vířič byly vyhodnoceny rychlostní profily a vírová čísla. Na závěr byla získaná data graficky zpracována a vzorově vyhodnocena pro jeden vířič. Z naměřených dat se zjistilo, že v určitých oblastech za vířičem dochází k protisměrnému rotačnímu proudění vzduchu. Dále byly také popsány zjištěné nedostatky, které se v průběhu měření vyskytly, a byla zhodnocena celková nejistota měření. V případě potřeby dalšího měření tak čtenář může získat všechny potřebné znalosti a nástroje, které jsou pro měření rychlostních profilů za vířičem potřeba.
A burner is very important device in process furnaces that significantly affect the production of emissions during the combustion process. One of the key things in development of the modern low-NOX burners is the evaluation of flow field downstream of an axial blade swirler inside the burner. The computational fluid dynamics (CFD) is often used to predict the attributes of the flow. Predicted values should be validated with measurement. It is the reason why the velocity fields for several choosen swirlers were measured. The hot wire anemometry was choosen and the dual-sensor probe was used during the measurement. The data can be then used for CFD validation. This thesis describes procedure of measurement set-up. The experimental facility was designed according to the anemometry method. The new probe traversing system was designed, which provides desired accuracy. Five different swirlers were measured. Large data set, need for customized post-processing and control over calculation procedures lead to new software design. For each swirler the velocity profiles were gathered and the swirl numbers calculated. That final data were transferred in to graphical format. Uncertainty of measured data was calculated. Results show counter-rotating flow in some areas closed to the swirler. Some drawbacks of current measurement set-up are discussed. Based on the thesis reader can obtain the information and knowledge for consequent measurements of swirl burners velocity profiles.
Klíčová slova:
low – NOX hořák; rychlostní profily; vírové číslo; vířivé proudění; vířič; žárová anemometrie; hot wire anemometry; low – NOX burner; rychlostní profily; swirl flow; swirl number; swirler
Instituce: Vysoké učení technické v Brně
(web)
Informace o dostupnosti dokumentu:
Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT. Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/40128
host ::
