|
|
Velocity profile measurement downstream of swirler
Zejda, Vojtěch ; Hájek, Jiří (referee) ; Vondál, Jiří (advisor)
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.
|
|
|
Computational simulation of air flow in a gas burner
Waloszek, Jan ; Rudolf, Pavel (referee) ; Vondál, Jiří (advisor)
This work is focused on computational modelling of a flow in a burner. The main objective is to provide a complex comparison of the results obtained through several approaches to modeling, on different computational grids and also using different turbulence models. Experimental measurement data are used for validation. Numerically obtained data are compared to each other and to experimental data. The method of Proper-Orthogonal Decomposition is also applied on the calculated data. The greatest benefit of this work is providing a wider view on the swirling flow modeling in burners and the results obtained here will help to better understand the behavior of stated models for tasks of this kind and their potential for modelling combustion in furnaces.
|
|
| |
|
|
Computational Modeling of Turbulent Swirling Diffusion Flames
Vondál, Jiří ; Klemeš,, Jiří (referee) ; Tuček,, Antonín (referee) ; Hájek, Jiří (advisor)
Schopnost predikovat tepelné toky do stěn v oblasti spalování, konstrukce pecí a procesního průmyslu je velmi důležitá pro návrh těchto zařízení. Je to často klíčový požadavek pro pevnostní výpočty. Cílem této práce je proto získat kvalitní naměřená data na experimentálním zařízení a využít je pro validaci standardně využívaných modelů počítačového modelování turbulentního vířivého difúzního spalování zemního plynu. Experimentální měření bylo provedeno na vodou chlazené spalovací komoře průmyslových parametrů. Byly provedeny měření se pro dva výkony hořáku – 745 kW a 1120 kW. Z měření byla vyhodnocena data a odvozeno nastavení okrajových podmínek pro počítačovou simulaci. Některé okrajové podmínky bylo nutné získat prostřednictvím dalšího měření, nebo separátní počítačové simulace tak jako například pro emisivitu, a nebo teplotu stěny. Práce zahrnuje několik vlastnoručně vytvořených počítačových programů pro zpracování dat. Velmi dobrých výsledků bylo dosaženo při predikci tepelných toků pro nižší výkon hořáku, kde odchylky od naměřených hodnot nepřesáhly 0.2 % pro celkové odvedené teplo a 16 % pro lokální tepelný tok stěnou komory. Vyšší tepelný výkon však přinesl snížení přesnosti těchto predikcí z důvodů chybně určené turbulence. Proto se v závěru práce zaměřuje na predikce vířivého proudění za vířičem a identifikuje několik problematických míst v použitých modelech využívaných i v komerčních aplikacích.
|
|
|
Study of vortical structures generated by a swirl generator
Kurková, Michaela ; Pochylý, František (referee) ; Urban, Ondřej (advisor)
This bachelor’s thesis deals with the study of vortical structures generated by a swirl generator. The theoretical part is focused on the description of experimental and numerical studies of the vortex rope phenomenon. This part also includes a brief overview of vortex identification methods. The second part is dedicated to the study of vortical structures captured by CFD simulations. The vortex identification methods are compared on an example of the vortex rope.
|
|
|
Study of vortical structures generated by a swirl generator
Kurková, Michaela ; Pochylý, František (referee) ; Urban, Ondřej (advisor)
This bachelor’s thesis deals with the study of vortical structures generated by a swirl generator. The theoretical part is focused on the description of experimental and numerical studies of the vortex rope phenomenon. This part also includes a brief overview of vortex identification methods. The second part is dedicated to the study of vortical structures captured by CFD simulations. The vortex identification methods are compared on an example of the vortex rope.
|
|
| |
|
|
Computational simulation of air flow in a gas burner
Waloszek, Jan ; Rudolf, Pavel (referee) ; Vondál, Jiří (advisor)
This work is focused on computational modelling of a flow in a burner. The main objective is to provide a complex comparison of the results obtained through several approaches to modeling, on different computational grids and also using different turbulence models. Experimental measurement data are used for validation. Numerically obtained data are compared to each other and to experimental data. The method of Proper-Orthogonal Decomposition is also applied on the calculated data. The greatest benefit of this work is providing a wider view on the swirling flow modeling in burners and the results obtained here will help to better understand the behavior of stated models for tasks of this kind and their potential for modelling combustion in furnaces.
|
|
|
Computational Modeling of Turbulent Swirling Diffusion Flames
Vondál, Jiří ; Klemeš,, Jiří (referee) ; Tuček,, Antonín (referee) ; Hájek, Jiří (advisor)
Schopnost predikovat tepelné toky do stěn v oblasti spalování, konstrukce pecí a procesního průmyslu je velmi důležitá pro návrh těchto zařízení. Je to často klíčový požadavek pro pevnostní výpočty. Cílem této práce je proto získat kvalitní naměřená data na experimentálním zařízení a využít je pro validaci standardně využívaných modelů počítačového modelování turbulentního vířivého difúzního spalování zemního plynu. Experimentální měření bylo provedeno na vodou chlazené spalovací komoře průmyslových parametrů. Byly provedeny měření se pro dva výkony hořáku – 745 kW a 1120 kW. Z měření byla vyhodnocena data a odvozeno nastavení okrajových podmínek pro počítačovou simulaci. Některé okrajové podmínky bylo nutné získat prostřednictvím dalšího měření, nebo separátní počítačové simulace tak jako například pro emisivitu, a nebo teplotu stěny. Práce zahrnuje několik vlastnoručně vytvořených počítačových programů pro zpracování dat. Velmi dobrých výsledků bylo dosaženo při predikci tepelných toků pro nižší výkon hořáku, kde odchylky od naměřených hodnot nepřesáhly 0.2 % pro celkové odvedené teplo a 16 % pro lokální tepelný tok stěnou komory. Vyšší tepelný výkon však přinesl snížení přesnosti těchto predikcí z důvodů chybně určené turbulence. Proto se v závěru práce zaměřuje na predikce vířivého proudění za vířičem a identifikuje několik problematických míst v použitých modelech využívaných i v komerčních aplikacích.
|
|
|
Velocity profile measurement downstream of swirler
Zejda, Vojtěch ; Hájek, Jiří (referee) ; Vondál, Jiří (advisor)
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.
|
guest ::
