基于Micro-CT形态学的多重反应生物质和煤颗粒的粒子间影响的数值研究

科学领域:

• 燃烧科学是一种科学.
• 计算流体动力学 (CFD) 是一种计算流体动力学.
• 可再生能源工程可再生能源工程

背景情况:

• 与煤炭共同燃烧生物质提供了环境效益和高能量密度.
• 传统的数值模拟通常使用简化,理想的粒子形状 (例如球体).
• 真正的生物质和煤炭颗粒表现出复杂的,非平滑的,不规则的形态.

研究的目的:

• 研究现实的粒子形态学对生物质-煤联合燃烧过程中的粒子间效应的影响.
• 分析流体动力学,包括温度分布,流动模式和阻力系数.
• 为共同燃烧系统开发更准确的计算模型提供信息.

主要方法:

• 使用了粒子级计算流体动力学 (CFD) 模拟.
• 微型计算机断层扫描 (micro-CT) 图像被用来捕捉现实的粒子形状.
• 模拟专注于分析物种运输,流场和热谱.

主要成果:

• 逼真的粒子形状导致不均的流场和温度分布.
• 不规则的粒子结构会产生多样化的反应区,影响整体燃烧动态.
• 粒子的方向显著影响邻近的粒子燃烧,这是球形模型错过的效应.

结论:

• 现实的粒子形态学对联合燃烧系统的阻力和热传输产生了重大影响.
• 传统的球形模型不足以准确地捕捉这些复杂的粒子间效应.
• 在CFD建模中,转向现实粒子表示的范式转变对于改善联合燃烧效率预测至关重要.