Inventering av programvara för beräkning av

temperaturfördelning i ugnar/brännkammare

Ola Hall Sydkraft Konsult

Nordisk Gasteknisk Center Nordie Gas Technology Centre

Inventering av programvara för beräkning av

temperaturfördelning i ugnar/brännkammare

Ola Hall Sydkraft Konsult

Januar1992

Innehållsförteckning

o Sammanfattning

1 Inledning 1.1 Bakgrund 1.2 Syfte 1.3 Metodik

2 Programjämförelse 2.1 Användarvänlighet 2.2 Beräkningskapacitet

3 Kostnader 3.1 Priser 3.2 Utbildning

4 slutsatser

Bilaga l "Numerisk simulering leder till optimalt förbränningsförlopp 11 ur ABB-Tidning 6/91

" 2 Broschyrmaterial

" 3 Exempel på gjorda beräkningar

" 4 Resultat från simulering av kanalbrännare

1

Inventering av programvara för beräkning av temperaturfördelning i ugnar/brännkammare

o Sammanfattning

På uppdrag av Nordisk Gasteknisk Center och sydkraft Konsult AB har program för beräkning av temperatur­fördelning och värmeöverföring i ugnar och bränn­kammare undersökts.

Två program har testats, Fluent och Phoenics. För­utom nämnda beräkningar kan programmen lösa allmänna strömnings-, värmetekniska- och kemiska beräknings­problem. Som exempel kan nämnas:

Spridningsmodeller för emissioner till luft och vatten

- skiktning i behållare

- NOx generering (endast i begränsad omfattning)

De två undersökta programmen bedörns likvärdiga både vad gäller prestanda och användarvänlighet.

För att datorprogrammen skall kunna utgöra ett effektivt hjälpmedel krävs hög datorkapacitet och omfattande utbildning.

2

3

1 Inledning

1.1 Bakgrund

1.2 Syfte

1.3 Metodik

Denna studie är utfört på uppdrag av Nordisk Gasteknisk Center (NGC) samt sydkraft Konsult AB.

Att kunna beräkna temperaturfördelningen i ugnarj­brännkammare är av stor betydelse vid ny- eller omkonstruktion samt vid konvertering från ett bränsle till ett annat.

Temperaturfördelningen bör kunna beräknas:

- för olika typer av ugnar/brännkammare - vid olika placering av brännare - vid olika effekter - för olika bränslen

Med kännedom om detta kan val av utrustning optimeras m h t verkningsgrad, emissioner och produktkvalite, (se vidare bilaga 1).

Syftet med denna studie är att undersöka vilka program som finns tillgängliga för nämnda ändamål.

Två program, Fluent och Phoenics, har provkörts. Arbetet har bedrivits i samarbete mellan enheterna Användning, Thomas Norrsen och utveckling, Ola Hall och Charlotte Rehn vid Gasteknik, sydkraft Konsult AB.

2

4

Programjämförelse

Vid en inventering av tillgängliga program har fyra befunnits kunna lösa de tänkta beräkningsuppgifterna. - Phoenics - Fluent - Flow 3D - Kameleon

Kameleon och Flow 3D har inte vidare undersökts. Programmen är generella för att lösa differential­ekvationer. Vid strömningsproblem är det framförallt Navier stakes ekvationer som ska lösas. Ett rutnät appliceras över de områden som ska beräknas. Med kännedom om randvillkor löses ekvationen med en iterativ process. Programmens huvudsakliga använd­ningsområden är att lösa strömnings- och värmeöver­föringstekniska problem. Förutom dessa problem kan kemiska förlopp studeras. Exempel på problem som kan lösas är:

- Beräkning av strömningsförhållanden och temperatur­fördelning i ugnar/brännkammare

Spridningsmodeller för emissioner till luft och vatten

- skiktning i behållare

- NOx generering (endast i begränsad omfattning, utveckling pågår).

Exempel på problem som kan lösas finns även i bilagda broschyrer {bilaga 2) samt exempel på gjorda beräk­ningar av användare (bilaga 3).

Programmet Fluent provades på en Sun Sparc 2 arbets­station. Resultat från simulering av en kanalbrännare finns redovisade i bilaga 4. Phoenics provades på en IBM-kompatibel 25 Mhz maskin med 386 processor och matematikprocessor. Båda programmen härstammar från den Britiska kärnkraftsindustrin och använder samma beräkningsalgoritm.

2.1 Användarvänlighet

Båda programmen är menystyrda. Efter inlärning kan inmatning ske direkt via programspråk utan menystyr­ning. I Phoenics kan egna differentialekvationer läggas in i standardutföranden. I Fluent kan tillgång fås till källkod vilket möjliggör inläggning av egna ekvationer. Näten kan i båda programmen kontrolleras successivt under inmatningen. Det som kräver mest av operatören är problemdefinition och uppställning av beräkningsnätet. Någon skillnad i användarvänlighet har inte funnits. Det är istället en fråga om tycke och smak vilket program som föredras.

5

2.2 Beräkningskapacitet

Beräkningstid och beräkningskapacitet vid användandet av fluida simuleringsprogram är avhängigt av flera parametrar som till exempel

- antalet beräkningsceller - konvergenskriteriet - plattformar

Antalet beräkningsceller och konvergenskriteriet

En problemställning i simuleringsprogrammet fram­ställs genom att konstruera en modell i en volym uppdelad i ett stort antal beräkningsceller. Ju finare uppdelning man använder desto bättre beräknar programmet resultatet. För att kunna beräkna ett stort 2- eller 3-dimensionellt problem krävs upp­skattningsvis 200.000 - 250.000 celler. Beräknings­tiden ökar med antalet celler.

Vid lösning av ett simulerat problem används ett iterationsförfarande. Värdet i omgivande celler ger randvillkor för beräkning av värdet i en specifik cell. Om beräkningen konvergerar kommer skillnaden i värdet mellan olika beräkningar, dvs felet, att minska. För varje cell löses flera parametrar, hastighet, temperatur etc. Konvergenskriteriet sätts genom att ange ett maximalt värde för summan av felens absolutbelopp för de ingående parametrarna. Ska beräkningen utföras med större noggrannhet krävs således fler iterationer vilket ökar beräkningstiden.

Plattformar

En förutsättning för att kunna simulera strömnings­förlopp, värmeöverföring, kemiska reaktioner osv är tillgång till hög beräkningskapacitet. Man kan enkelt säga att ju kraftfullare dator som används desto större och mer komplexa problem kan hanteras med realistiska beräkningstider. Den dator som används måste ha en snabb processor, stort internminne och snabb hård disk.

Fluida simuleringsprogram bör ej köras på mindre än en maskin med 386 processor, utrustad med min 8Mb internminne samt en stor och snabb hårddisk. Kapaci­teten hos denna kan ökas genom att installera en s k transputer vilken utnyttjar parallella processorer. Detta ställer emellertid krav på att programvaran klarar detta, (endast Phoenics).

I de beräkningar vi utfört i Fluent används en Sun Sparc 2, en av de kraftfullaste arbetsstationerna på marknaden. Vi beräknade en enkel kanalbrännare i en avgaskanal med ekvationer för förbränning och turbu­lent strömning. Brännaren modellerades i ett cirku­lärt nät med 2.600 celler. Trots den enkla problem­ställningen och det ringa antalet celler erhölls en konvergeringstid på ca 8 timmar.

6

3

3.1

Kostnader

Priser Programmen kan antingen hyras eller köpas. Priserna framgår av nedanstående tabell, (kSEK).

Fluent 4

Hyra j år Inköp Källkod

Phoenics

Hyrafår Inköp

PC

105 267

+134

90

Sun Sparc l

81 204

Sun Sparc 2

124 324 134

124 311

I priserna ingår en veckas utbildning i England samt obegränsad telefonsupport om programvara och inlägg­ning av program under ett år.

7

3.2 Utbildningsbehov

Problemlösning innefattar identifiering, modellbygg­nad och anpassning till programmet samt rimlighets­bedömning av resultatet. För att klara dessa delar krävs både utbildning i själva programmet och erfarenhet av problemlösning. Operatören bör vidare ha en god teoretisk bakgrund. En stor del av utbild­ningsbehovet uppstår vid lösning av svårare problem. Följande utbildningsstrategi rekommenderas:

a) En veckas grundutbildning

b) Löpande kontakter med andra användare samt del­tagande i seminarier. Omfattning ca två veckor/år.

c) Löpande konsultation med leverantör ochfeller erfaren användare i samband med lösning av svårare problem.

För att upprätthålla kompetens krävs regelbunden användning av programmet.

4 Sintsats

8

De undersökta programmen utgör kraftfulla verktyg för problemlösning av strömningstekniska, termodynamiska och kemiska problem.

Programmen Fluent och Phoenics är likvärdiga både vad gäller prestanda och användarvänlighet.

Programmen kräver hög datorkapacitet och en gedigen utbildning samt regelbunden användning för att utgöra ett effektiv hjälpmedel.

Pannor arbeta med

Högre verkningsgrad och mindre utsläpp från förbränningsanläggningar

Numerisk simulering leder optimalt förbränningsförlopp

Den numeriska simuleringen har blivit ett viktigt verktyg vid konstruktionen av stora förbränningsanläggningar. Modelleringstekniken gör det möjligt att optimera betingelserna för att få låga emissionsvärden, goda blandningsförhållanden och lämplig hastighetsprolil. Med hjälp av två exempel på numerisk simulering - en sodapanna och en biobränsleeldad ångpanna - ska vi belysa den stora användbarheten hos denna metod.

D e allt kraftfullare datorerna och utvecklingen av program för strömningsberäkning (CFD- Computational Fluid Dy­namics) gör del möjligt att simulera de komplexa ström­ningsförloppen som blir aktuella i stora förbränningsan­läggningar. Vid ABB Gombustian Engineering utgör CFD en integrerad del av konstruktionsarbetet.

CFD är en metod att beräkna sådana strömningsför­lopp som beskrivs av Navier-Siokes ekvationer. Dessa diHerentialekvationer integreras i linjär form med hjälp av en turbulensansats. Vid icke-isoterm strömning eller strömning med kemiska reaktioner måste dessutom hal­ter, entalpifördelning och värmeutbyte genom strålning beräknas. Grundekvationen kan lösas antingen med finita element eller med finita diHerenser. l dessa fallbeskriv­ningar har beräkningsprogrammet ,fluent" från »Creare» använts- del rör sig här om en finit diHerens-metod.

För att möjliggöra numerisk simulering delas slröm­ningsfället in i el! flertal mindre beräkningsceller. Det krävs mellan 100000 och 250000 celler för alt undvika falska lösningar som beror av antalet celler. Simuleringen av en isoterm lullström omfallar beräkning av tryck, tre hastighetskomposanter och två turbulensparametrar.l det icke-isoterrna fallet måste dessutom ekvationerna för en­talpi och värmeulbyte genom strålning lösas. Om kemiska reaktioner kommer in i bilden måste också ett antal ke­miska egenskaper beaklas. Även förekomst av en annan las, t ex flytande bränsle, kan modelleras.

Navier-Siokes ekvationer (icke linjära dil1erentialek­vationer) kan lösas matemaliskl endast i några få mycket begränsade specialfall. CFD innebär att de komplicerade ekvationerna linjärapproximeras och därefter beräknas numeriskt i en iterationsprocess (datorn prövar s1g steg-

vis fram till lösningen). l regel krävs 1000-2000 iterationer. Vid numerisk simulering av stora brännkammare ställs höga krav på datorns kapacitet. För isoterm turbulent tre­dimensionell strömning (6 variabler) måste vid 1000 itera­tioner inte mindre än 1,5 miljarder storheter bestämmas. De datorer som idag står till förfogande klarar av en sådan uppgift på mellan 80 och 120 CPU-timmar.

ABB Gombustian Engineering Systems utnyttjar CFD som ett möjligt verktyg för optimering av lörbrän­ningsförtopp. Förenklat uttryckt innebär optimal förbrän­ning maximal värmeutveckling inom en given volym vid samtidig minimal emission av miljöskadliga ämnen. Vissa inskränkningar tillkommer, i form av tillgängligt bränsle, säkerhetsföreskrifter, krav på förbränningsstabilitet och krav på tillgänglighet hos anläggningen. För avgaspannor måste man dessutom ta hänsyn till att den låga tempera­turen på de värmeöverlörande ytorna innebär risk för på­byggnad av slagg när mineraloxider från askan stelnar.

Den största fördelen med optimerad förbränning är att utrymmesbehovet minskar för en given producerad värmeeHekt. För nya anläggningar innebär detta en mins­kad investeringskostnad, och i befintliga anläggningar en motsvarande kapacitetshöjning. Genom att lärlänga bränslets uppehållstid i brännkammaren och öka om­blandningen kan storleken minskas. l de följande fallstu­dierna kommer uppehållstid och omblandning all stude­ras. Med hjälp av konstant vinkelhastighet (utan virvlar) hos förbränningsgasen kan bränslets uppehållslid ökas. Med en målmedveten anpassning av bränslefördelningen till lulttiltförseln och genom att hindra stråkbildning upp­nås samtidigt en ef!ektivare blandning.

CFO utnyttjas i ökande utsträckning för att komma

Sodapanna med ångdom l en anläggning för återvinning ev

kemikaller

D

fram Ull optimala förbränningsförhållanden. Det aktuella strömningsfältet kan presenteras på ett åskådligt sätt. Även om modellförsöksekniken nu som Jidigare har stor betydelse i projekteringsstadiet lider de experimentella metoderna av vissa begränsningar. Dessa inskränkningar gäller t ex den isoterrna strömningen, det begränsade an­talet mätnivåer och den komplicerade utvärderingen. De mätresultat som kommer fram genom modellförsök är ändå ytterst värdefulla för att verifiera de numeriska meto­derna och sådana försök kommer därför att vara vanliga även i framtiden.

CFD är ett effektivt verktyg för att tidigt kunna välja en av flera alternativa lösningar, för alt idenfillera behovet av kompletterande information och för att fastställa inverkan på strömningsegenskaperna av konstruktions- och drift­parametrar, som t ex brännkammarens geometri och ga­sernas egenskaper.

l denna artikel behandlar vi två tillämpningar som

medfört konkreta konstruk!ionslörändringar. l det ena fal­let rör det sig om en sodapanna och i det andra om en vedeldad ånggenerator.

Tillämpnlngslal/1: Sekundärluftkonceptet hos en sodapanna

Den undersökta sodapannan är hittills ensam i sill slag eftersom dess huvuduppgift är att återanvända kokluten (NaOH och Na2S) som uppstår vid cellu!osatillverkning. De potentiellt värdefulla substanserna, tillsammans med träav!all. finns i svartluten som indunstar till 65-75% och sedan förbränns i sodapannan. Den frigjorda värmen an­vänds för att generera processånga och/e11er elenergi.

l sodapannan avdunstar och förbränns svartluts­dropparna och bildar en förkolnat:! bottenbeläggning. Ge­nom en optimal förbränningsstyrning kan de organiska komponenterna förbrännas futlständigt medan den oor­ganiska återstoden omvandlas till en smälta. Förbrän-

Vedeldad llmggenerator med dubbla •näsor•, typ VU-40

ningsoptimeringen bidrar till att mindre bränsle förs ut med rökgaserna och den fullständigt styrda lufttillförseln gör attemissionen av skadliga ämnen kan minimeras.

l den avancerade sodapannan tillförs förbrännings­luften på tre olika nivåer, varav två ligger under den nivå där bränslet tillförs. Den understa nivån - primärluftnivån -ligger några decimeter ovanför pannans botten och bidrar till förbränningen av dettjärarlade bottenmaterialet Denna nivå är av underordnad betydelse för strömningsfältet ef­tersom inblåsningshastigheten är relativt låg. På grund av andra inskränkningar i processen har förändringar här liten inverkan på processophmeringen.

sekundärluften är mycket viktigare för de totala för­bränningsegenskaperna. Den tillförs högre upp i pannan, mellan den första nivån och öppningarna för bränsletitlför­se!n. Tertiärluftens uppgift, slutligen, är alt eliminera resl­bränsle som på denna höga nivå fortfarande finns kvar i rökgasen. Tertiärluften utjämnar de skillnader i hastighet

som uppstått längre ner i pannan och som annars skulle ha en menlig inverkan på förbränningsoptimeringen.

sodapannans konstruktion ledde till beslutet att än­dra tillförseln av sekundärluft för att få jämn hastighetspro­fil med effektiv omblandning på den nivå där bränslet ti!lförs. Då blåser så lite bränsle som möjligt med rökga­sen ut ur brännkammaren - förbränningsverkningsgraden ökar (d v s pannan blir effektivare) och beläggningen på de värmeöverförande ytorna minskar.

Genom modellförsök och datorsimulering undersök­tes bland annat hur olika slags sekundärlufttillförsel inver­kar på hastighetsfördelningen och btandningsgraden. ABB Gombustian Engineering Systems byggde upp en försöksmodell vid Kreisinger Developement Laboratory i Windsar (Connecticut, USA). Figur A visar modellen under kal!ufllörsök. På testnivåerna 2 och 3 har placerats en rad strömningsindikatorer för alt göra strömningsprofilen syn­lig. Gashastigheten i vertikalled mälles för 10 olika sekun-

Försöksmodell för undersökning av olika sekundärluftalternativ

(Inverkan på hastighetslördelning och omblandning)

-n STD Standardawike!se n Försök nr

Hastighetstördelning hos sekundärlurten vid 10 olika försök

2 o

• • r- r-

r- r r-o 1-- t-

.. • •

STD

t 1

.

r- r-;:::: l

. .

o 2 3 c. 4 5 6 7 8 9 10

-n Standardawikelse n Försök nr

Blandningsgrad mallan sekundär· och prlmärlutt. Primärluften her för ändemålet märkts med spårgasen metan .

. '

6. 9.

a b

4 respektive 5 slitsar riktade mot varandra med en viss inbördes förskjutning mellan grupperna Slitsarna placerade milt emot varandra, med omväxlande större och mindre öppning

De arrangemang ev sekundärlufttillflöde som gett de bäste resuttaten

' c

Modellering av sodapenna med hjälp av numertsk simulering. Förutom öppningarna för primärlull och bränsle visas även de sekundära och tertiära luftstrålarna.

därluttarrangemang. l ligur 5 visas den relativa standard­awikelsen för samtliga uppmätta hastighetsfördelningar. Figur 6 visar blandningsgraden mellan sekundär- och pri­märluft vid de 10 olika arrangemangen. För att möjliggöra denna mätning märktes primärluften med metan. De båda varianter som illustreras av figur 7 gav de bästa resultaten.

Vissa av de experimentellt undersökta arrangeman­gen fungerade bättre än de övriga. men orsaken till detta var inte utan vidare uppenbar. En numerisk simulering för att beräkna det detaljerade strömningsförloppet bidrog till klarhet på den punkten. Figur 8 visar modelleringen av sodapannan, med öppnmgar för primärluft och bränsle liksom för de sekundära och tertiära luftstrålarna. Simule­ringen tog dessutom hänsyn till den gasström som kom­mer från tjärbädden i pannans botlen. Rökgasen från tjär­bädden står för ca 20% av det totala massallödet. Efter­som strömningen betraktades som isoterm måste.1 enlig· het med likformlghetslagarna, relevanta ersättningsv<ir-

..... , . . t. ·' • . . ,, .. ~,·:"'(;~.:.·.

·' ... •·,.·;<,~·\;·:\.;':·:.~·

Kol- och oljeeldad kraftverksgenerator för ånga

den bestämmas för massa och impuls. Detta krävde i sin tur en anpassning av inloppen (ökad tvärsnittsareal och av hastigheten. Likformighetsvillkoren kunde uppfyllas så­väl vid mode!lförsöken som vid den numeriska simuler­ingen. Att bestämma de olika numeriska randvillkoren krävde en betydligt större insats.

Resultaten av den numeriska simuleringen visar tyd­ligt inverkan av de allernerande breda och smala öpp­ningarna som ger olika inträngningsdjup för lultstrålarna. Med en mindre justering av dysorna på sekundärluftnivån kunde strålarnas utbredning förstärkas ytterligare. Figur 10a visar en vektorframställning av strömningsfältet Efter förändringen ger dysorna upphov 1"111 fyra motriktade virvlar som främjar blandningen i sina randområden. Virvlarna försvinner snabbt, som framgår av figur 10b. De ligger på samma höjd i brännkammaren som den undre mätnivån i försöksmodellen.

Så som tidigare nämnts måste vertikala rökgashas-

Den huvudsakliga fOrdelen med optimerad törbr8.nning ligger i det minskade utrymmesbehovet för ett givet värmeuttag. f nya anläggningar innebär detta minskade investeringskostnader och i befintliga ökad kapacitet.

a Motriktade virvlar som förbättrar blandningen i randområdena

Vektorrepresentation av strömnlngslältet l ett horisontalt snitt

llil

a På sekundärluftnivån

Fördelning hos gasens vertikalhastighet

m

············----~---··············· ... -~ ~------.. -- ........ ''' .. ' . . . . . . : : : ... : : :: : : ~ ;~;:.__·..:~:~~~ ~:: :: : : : : ... ' ... . . . . . . : : : : : : : : ::::::::::h.~ l i:! :; ; ; ; ; : .. . . . . '''" ''' ... -------~~.,,f,,.,., .. ' .. . .. . .. " ' " ' .. -,-~-~-~~~~-~"~l Il .. "". " .. .... ,,,,,. .. ~ _______________ ., ..

.. "" ,.,___ -------- ......... .. . " .......... _ --------------· .. . . '''' ..... .-.-.--.-.....---------- ---.-.- ........ . , . ''''l ''"/o'.-'/r'-.---·•·•. •. • .. •' • • • •. •, •'

i i i i l f~~~ EHn\~0~:T~r:~~~L~~~~~L~ ~ ~ ~ ~! ~:-.......... ,,,,,,,,,..... ----······· .. ---------''.' '·······------~----··

b Ovanför sekundärluftnivån

••

,tt:t;~~~~f~~~}~~i;';~;::-:~r.~~··r:_~-;:; :~· -~ g, ~ \~,:~.· .. ~;•~·\'-;~ ~>i ',-__ !.: ·,-:.- ABB Gombustian Engineer/ng Systems använder datorsimulering E g'. r··:· . -'. för att optimera förbränningsförfopp. Generellt uttryckt innebår ij -~ . optimal förbränning maximal värmeutveckling i en given volym, ~ ,g '· f kombination med minsta möjliga emissioner av skadliga ämnen. e :a -. :: -- -.-- -~---: .. · .. _,_-

• • > ~

!

·: ··-d

.. ... .. .. ' ... .. ................... .. .................... . '.' ....... ..

' ... """"'""" ........ .

a Genomlöpande virvel på% av bredden b Förbät!rad gasblandning genom »näsan» på vänstra sidan av brännkammaren

Resultat av numertsk simulering: Inverkan av arrangemanget med omväxlande breda och smala slitear åskådliggöra av do vertikala

snitten l figurerna a och b.

tighetan hållas så låg att borttransporten av partiklar från brännkammarens undre del hålls på en kontrollerad nivå. Färgplottningen i figur 11 a åskådliggör fördelningen av vertikalhastigheten på sekundärluftnivån. Det nya koncep­tet ger inte de överhastighetszoner i brännkammaren som är vanligt förekommande i standardutförandet, utan ger en jämnare fördelning av hastigheten. En övervägande del av ytan är markerad med grön färg, vilken representerar me­delvärdet för hastigheten på denna nivå. På den höjd som i försöksmodellen ligger ovanför sekundärluftnivån när­mar sig gasstrålarna varandra och bildar en W-formad st'lgande rökgasström Även om hastigheterna är högre i denna zon kunde förhållandet mellan medelhastighel och maxhastighet sänkas till t :4 å 1:5, att jämföras med 1:6 i konventionella konstruktioner. Redan förbättringar av denna storleksordning är verksamma lär aH minska mängden partiklar som följer med rökgasen. Den entydigt förbättrade genomträngningsförmågan hos luftstrålarna

på grund av de parvis alternerande dystvärsnitten ger dessutom bättre strömningsstabilitet än alternativet med förskjutna dysor. Till detta kommer fördelen av en intensi­vare blandning, vilken är en följd av de motriktade virvlarna. Det beskrivna konceptet kommer fortsättnings­vis att erbjudas för såväl nya sodapannor som i samband med uppgradering av befintliga anläggningar.

Tillämpningsfall 2: Vedeldad änggenerator Ett annat brännkammarkoncept som analyserats med hjälp av numerisk simutering är en änggenerator av typ VU-40. Anläggningar av denna typ utnyttjas inom trä- och pappersindustrin för att utnyttja värmeinnehållet i bark och träavfalL Biomassan breds ut på en rost ovanför bränn­kammarens botten. En del av förbränningen sker i gasfa­sen ovanför rosten, men till stOrsta delen sker den på själva rosten.

Vid optimering av förbränningsprocessen måste man

Kurvor som beskriver banorna för de 1-2 mm stora träpartlklarna, Färgplottning av temperaturfördelningen l ett vertikalt snitt genom l ett vertikalt snitt genom en brännkammare med dubble nnäsorn en brännkemmere mad dubbla "näsor»

IJilllll

beståndsdelar, 8% kol och 1% aska. Medelpartikelslorle­ken uppskattades till 5 mm. Syrehalten i den inblåsta luften sattes till 23 viktsprocent hallen vattenånga till 5 viktsprocent. Luftöverskottet sattes till ca 25%.

Den konvergerade lösningen krävde ca 1000 iteratio­ner, vilket motsvarade omkring 30 timmars processortid på en dator av typ IBM RS 6000/540. Resultatdatafilen är oerhört stor - endast en liten mängd data användes för att utvärdera resultatet och grafiskt representera funktionen h_os denna typ av brännkammare.

Den aktuella konstruktionen med dubbla bågar inne­bär att bränslet har längre uppehållslid i brännkammaren och förbränns i gasen ovanför rosten. Förklaringen till att bränslet stannar kvar längre i denna brännkammare än i en rak brännkammare ligger i strömningsförhållandena i brännkammarens undre del. De båda "näsorna" är för­skjutna i höjdled i förhållande till varandra, vilket ger upp­hov till en kraftig recirkulation. Sekundärluftstrålen som

leds in genom den undre näsan pressas ner under strålen som kommer in högre upp och trängs ner i den nedre delen av brännkammaren. Bränslet förs in på den sida där den undre näsan sitter. De 1-2 mm stora träpartiklarna stannar kvar under kortare eller längre tid i denna recirku­lationszon. Lika stora är de kolpartiklar som rycks med av rökgaserna. De är å ena sidan är alltför små för att kunna ligga på rosten och har å andra sidan ett alltför högt kolinnehåll för att kunna förbrännas fullständigt i bränn­kammarens nedre del.

De dubbla "näsorna" ger upphov till en venluri-effekt som accelererar rökgasen mot den trängre passagen. Accelerationseffekten skulle vara till nackdel om oförbränt kolstoft skulle komma in i strömmen och forslas upp. Det är därtör viktigt att blåsa in bränslet i en sådan riktning att det inte hamnar i acceleratlonszon8n.

Datorsimuleringen ger en mängd ytterligare informa­tion, bland annat om temperaturlältet, syrets fördelning i

~~}~;}fi,~o/ii~i~~;~~:i::· ;;r.,_: .-~~~.:-j,-~- -. ~- · ; :·:-.~ _, ,--? ~ ,.-,_.,,.;, ö.~·''r!,:(-.._•·v·-~~·· '"':>: Genom att törlänga bränslets uppehAllstid § -~ <~':_':'-te? ~f:.~·;". '.,_·. och gena,;., att intensifiera blandningstörloppet

5 g: ' ' · '\:- - · kan brännkammarens volym minskas. 5 ~ -L • O'c,;••· ··' ~-- o~<-:'~--.-·

' ' o

' ' o o <

:l ' l ' ' ' " " ' ' ' ''

''''''''''''''''A'~ ,,,,,,,,,,,,,,,,, .. . . . ' ' ' ' ..... ' ' ' ' ' .. '".''' ,,, ., ''''' ,,, '. ''"''''''""'"''' ''" '"" '''""'''t ''''" "' '" .. ""' "'''""'"'''"'

Konturerna av en brännkammare med dubbla .. näsor.,, ev typ VU-40

Vektorströmningslätt !ör en brännkammare med dubbla »näsor», l ett vertikalt snitt

lE! W

angripa problem som flyktavgång (d v s "avkokning» av biomassans flyktiga beståndsdelar) och rökgasens bort­transport av oförbrända partiklar (som kan försämra verk­ningsgraden betydligt). Om förbränningsluftsystemet har brister i konstruktionen måste det med gaserna bortfors­lade bränslet antingen elimineras eller återföras till bränn­kammaren. Med hiälp av numerisk simutering går det att bestämma koncentrationen hos flyktiga gaser ( oförbrända kolväten samt koloxid (CO)), liksom andelen kol och aska i gasen som strömmar ut ur brännkammaren

En numerisk tredimensionell strömningsberäkning genomfördes för en modern s.k. Double Arch Boiler. Pri­märtullen tillförs under rosten genom 50/50-öppningar. sekundärluften som matas in vid »näsorna» har en hög hastighet {ca 100m/s) och blandas intensivt med rökga­serna.

l jämförelse med simuleringen av sodapannan VI­

sade sig modetleringen i detta fall vara betydligt mera

komplicerad. De beräknade storheterna var tre hastig· hetskomposanter, tryck, två turbulensparametrar, sex gashalter (02. vattenånga, träets flyktiga ämnen, GO, G02 och N2) samt en fast fas (trä). För att inte äventyra den numeriska stabiliteten beräknades strömningsfället först utan hänsyn till den fasta fasen och utan förbränning. Först därefter togs den fasta fasen och förbränningsreak­tionen in i bilden.

Förtoppet vid träförbränning modellerades i detalj. l torknings· och flyktavgångsprocessen -frigörs vattenånga och trägas - först därefter förbränns det återstående kolet ti!l koloxid och aska. Reaktionerna i gasfasen omfattar bland annat den mellan trä och 0 2 med vattenånga och GO som resultat, med påföljande oxidering till G02. Vid samtliga dessa omvandlingar måste ansatser formuleras för entatpiförändringar, reaktiorishastigheten samt stor­leksfördelningen hos träpartiktarna.

Bränslets sammansättning var 40% fukt, 51% flyktiga

··~"<:::J( ;_: ·JTt~-1- _- · _. :·· .,.. -·--· :::. :--7~r~~i~f.?:~1~-F~~t:;~~:tF~W).:r-J.~:- . ' -' ., · Som ytterligare tillämpningsomrA-den för numerisk

simulering kan 'nämnas nya konstruktionskoncept för ekonomiserenheter i kombikraftverk och förbättringar av lurttillförseln till ånggeneratorer. ·

Färgplottning av syrehalten l ett vertikalt snitt genom en

,.,_

, ... -,.-_':

.,: ~- _.

'·c;_.

'._:~~~-.;L,,_-,.,'.

brännkammare med "dubbla näsor~ CO-koncentrallonen l utloppet från brännkammaren

lliiiH

el! vertikalt snitt genom brännkammaren samt kolmon­oxidkoncentrationen i utloppet från brännkammaren Den numeriska simuleringen ger dessutom mycket informa­tion som kan vidarebearbetas för alt optimera sekundär-lufttillförseln.

Ytterligare tillämpningsområden lör numerisk simulering

För numerisk simulering finns en rad andra tillämpnings­möjligheter som redan provats i praktiken. Bland dessa kan nämnas ekonomiserenheter i kraftverkspannor, för­bättring av luftintagen i änggeneratorer som utnyttjar resl­värme samt konstruktion av kanalbrännare. l framtiden kommer verktyget även att användas för modellering av anisotrop strömning i avgaspannor, för beräkning av emissionsegenskaper hos brännkamrar och erosions­skydd för dessa med hjälp av skyddsgaller.

FOrla.lla.rnas adressl!lr: Or. Andrew K. Jones ABB Combusuon Division Systems Asea Brown Boveri tnc. 1410 Blair Piace. Suit 600 Gloucester, Ontario Canada Kl J 989 Fax: +1 (613)747-5B8t

Paul J. Chapman ABB Gombus tior~ Engir~eermg Systems Combustiorl Engir~eering,lnc. 1000 Prospect Hill Road P.O.Box500 Windsor, Connecticut 05095-0500 USA Fax: +t (203) 285-5720

U.Ll-n1oln ._

The world's leading flow modeling

software

Proven results with FLUENT

Three dimensionaf simulation of turbulent {/ow in a mix i ng tank with a Rushton impe/ler

FLUENT FLUENFM is the most wide!y

u sed, general purpose computer program for modeling fluid flow, heat transfer, mass transfer and chemical reactions. FLUENT's robust computational technique, wealth of physical models and ease of use have made it the ideal tool for any user, from the begin­ner to the advanced. FLUENT is a proven CFD tool, refined through a decade of continuous use and en hancement

FLUENT is used in applications ranging from design of heat ex­changers and mixing tanks to the predietlon of combustion in aircraft engines; from supersonic nozzle design to analysisofair flow in roomsand cabinets.

FLUENT's track record of producing reliable results for a variety of applications has gained the trust and respect of engineers around the world. FLUENT is a mature CFD code with a record of success across a wide range of industrial applications, with over 500 industri al and academic licenses worldwide.

TheFLUENT Advantage RELIABLE COMPUTATIONAL TECHNIQUE

FLUENT solves equations for the conservation of mass, momen~ tum, energy and chemical species using a finite volume technique. In the finite volume technique, the governing equations are integrated over each contra/ volume. This formulatian ensures that all solu­tions satisfy the conservation equations, and provides solution stability and accuracy, particularly in the presence of strong gradients.

FLEXIBILITY FLUENT combines the power

of a general purpose CFD code with the flexibility to be custom­ized to your specific needs. You can incorporate your own models inta FLUENT through user-defined FORTRAN subroutines. User­defined subroutines give you control over mass, rnamentum and

energy sources in the flow field. You can also use these subroutin to modify boundary conditlons and fluid properties. Jn addition, customized postprocess i ng of the computed flow field is possible through user~defined subroutines

SUPPORT Exceptional technical support

is a major reason ou r customers ehoase FLUENT. When you license FLUENT you access an experienced team of CFD profes­sionals ready to helpin any stage of the computational process~ from problem definition to the interpretation of results. We are committed to helping you so/ve your fluid flow problems. The involvement of ou r support team starts with training geared to your application and fo/Jows through with practical advice based on experience supporting clients in a widevariety of indus­trial applications.

FLUENT Features FROM CREEPING FLOW TO TURBULENT REACTING FLOW

FLUENT allows you to model a wide range of fluid flow processes including laminar or turbulent tlows, incompressible or com­pressible flows, heat transfer and reacting flows. Camplex geom­etries are modeled using a body­fitted coordinate system for 2-D, axisymmetric and 3-0 geometries. FLUENT's range of built-in bound­ary conditions include the ability 1" define multiple inlets and

.tlets, stationary, sliding or rotating wallsand camplex ther­mal conditions within solids or at wall boundaries.

h.-VANCED TURBULENCE MODEUNG

FLUENT offers two turbulence mode/s. For many applications, the standard k-E mode! produces reliable solutions. However, when the turbulence is significantly anisotropic due to the action of body forces or swirl, the k-t mode! is not adequate. This situation occurs in many industrial applica­tions such as in fuel nozzles, cydones, and spray dryers. For such applications, FLUENT pro­'''-ies the full Reynolds Stress J •• Jdel (RSM). In the RSM, six additional transport equations are solved for the Reynolds stress components, yielding a more F'~ 'lera! and accurate description c. ,he turbulent f!ow.

OISPERSED TWO PHASE FLOWS

FLUENT prediets the behavior of particles, drapiets and bubbles that are dispersed in the flow field. FLUENT calculates the trajectories of particles and prediets the associated heat transfer, evapora­tion, devolatilization and combus­tion. Full coupling between the dis-persed and the continuous phase is provided. The effect of turbulence on the partide behavior is modeled using a stochastic tracking approach.

These capabilities enable FLUENT to excel in the modeling of liquid fuel combustion, spray drying, coal combustion, and particle separation systems.

COMBUSTION Since its introduction, FLUENT

has become the CFD code of choice for mode! i ng combustion. FLUENT handles multiple gaseous (homogeneous and heterogeneous) chemical reactions invalving multiple species. The reaction rate for each is kinetically or mixing controlled, or can besupplied through user-defined subroutines. liquid fuel and coal combustion problems are solved using a wide variety of vapourization, devolatilization and surface reaction models.

GEOMETRY MODEUNG AND MESH GENERATION

Geometry mode! i ng is per­formed in FLUENT via an interac­tive interface that allows you to create and manipulate points, curves and surfacesto build a geometric mode!. For camplex geometries, a curvilinear body­fitted grid is generated using

Three dimensionaf simulation of k erosene combustion in a gas turbine combustor using a twostep reaction mechanism

interactive grid generation too! s that provide contra/ over the grid topology and spacing. You can add or redistribute grid Iines in an existing meshand use the current solution as an initial conditlon for the solution on the refined mesh. You can also take advantage o(

FLUENT's easy setup for Cartesian and cylindrical grids.

TheFLUENT User lnterface

FLUENT's user interface is menu-driven and interactive. Powerful 3-0 graphics allow you to view your mode! and the solution in a variety oi formats. FLUENT's menu structure is intuitive and easy to learn. There­fore, you produce results quickly with FLUENT. Once you Jearn the problem setup procedure, you do not have to use it eonstant ly to retain proficiency. The FLUENT user interface has been a major reasonthat engineers worldwide have incorporated FLUENT into the i r design and development process.

nteractive grid generation tools hat provide control over the grid Jpology and spacing. You can dd or redistribute grid Iines in an ·xisting meshand use the current olution as an initial condition for 1e solution on the refined mesh. ·au can also take advantage of LUENT's easy setup for Cartesian nd cylindrical grids.

rheFLUENT r.Jser Intetface

FLUENT's user interface is lenu-driven and interactive. owprful 3-D graphics allow you > \ ,v your model and the )lution in a variety of formats. _UENT's menu structure is 1tuitive and easy to learn. There­)re vou produce resulls quickly ·it. LUENT. Once you learn the ·oblem setup procedure, you do Jt have to use i t constantly to ·tain proficiency. The FLUENT ;er interface has been a major ·ason that engineers worldwide we incorporated FLUENT inta eir design and development ·ocess.

technical specifications

EQUATIONS SOL VED • Conservatian of mass • Conservatian of momentum • Conservatian of energy • Conservatian of chemical species • T rajectories of partides l drapiets l bubbles

BOUNDARY CONDITIONS • Specified fluid velacity • Specified pressure • Multiple inlets l outlets • W alls (stationary, moving, slip l non-slip, isothermal,

specified heat flux, specified heat transfer coefficient) • Symmetry boundaries • Cyclic boundaries

SOLUTION METHDD • Finite volume method • Segregated solution algorithm • Power law or QUICK interpolation schemes • Iterative equation solvers

USERINTERFACE • lnteractive, menu-driven • Built-in geometry mode!ing and mesh generation • 2-D l 3-D colour graphics for viewing

Velacity vectors Streamlines Profiles of a ny flow variable Line and filled contours of any flow variable Partide l drapiet trajectories

• Quantitative plotting and alphanumeric reporting • Customization of output variables

licensing FLUENT FLUENT is available on a wide range of hardware platforms from 386 PCs to supercomputers.

The annual license includes:

• Full training • Unlimited technical support • Product enhancements • Ful! documentation, including user's manual and tutorials • Annual Users' Group Meeting

capabilities ofFLUENT

Turbulent flow in the entrance region of a fin and tube heat exchanger

FLUENT is the ideal tool for engineers who want to solve fluid flow problems in a variety of applications. Capabilities include:

• Steady state or transient 2-0, axisymmetric and 3-D problems in camplex geometries

• Laminar and turbulent flows where turbulence is modeled via the k-e model or the full Reynolds Stress Mode!

• lncompressible and compressible flows (subsonic, transonic and supersonic)

• Mixing of species with or without chemical reactions, where reaction rates are obtained from Arrhenius, mixing controlied or user-defined expresslons

• Dispersed seeond phase of partic les, droplets, or bubbles (inert, evaporating, reacting, combusting) in which full mass, momentum and energy eaupling exists between the dispersed and the continuing phase, and the effect of turbulence on the particles is accounted for by a stochastic tracking procedure

• Flows in acce!erating reference frames, swirling flows, buoyancy-driven flows

• Laminar flow of non- Newtonian fluids

• Conductive, convective and radiative heat transfer

• Flows with temperature and composition dependent properties

• F!ows with distributed resistance (filters, tu be banks, grills, porous media, etc.)

Details of the flow in a 3-0 card ca ge

-•ECTRONICS l COMPUTERS • Semiconductor

manufacturing • Chemical vapour deposition

(CVO) • Component cool i ng • Cabinet cool i ng • Clean room design

<.-Ontours of pressurearound an aulamobile shape

AUTOMOTIVE • Vehicie body externa l

aerodynamics lntake and exhaust ducts and manifalels

• Engine cool i ng • Air and oil filter flows • Under-hood flow ii elds • Passenger campartment

flows • Radiators l condensers

applications

Temperature field in the aft end of a Solid Rocket Motor

AEROSPACE • Externa! aerodynamics • Propulsian systems • Thermal management • Combustors • Solid racket motor analysis • Turbomachinery

Concentration of SiH, and SiH4

in a vertical chemical vapour deposition reactor

MATERIALS PROCESSING • C rystal growth process

modeling • Ceramic furnace mode!ing • Molten metal flows in

tundishes • Gasstirring of melts • Flows in plastic injection

molding • Non-woven fiber mat

manufactoring

Dispersion oi a methane jet in a cross wind

ENVIRONMENTAL • F u me abatement • Dispersion of contaminants

and eiiluents • Fire research • Flow around buildings • Modeli ng of particulale

dean-up devices

Surning of black liquor drapiets in a recovery bo i ler

POWER GENERATION • Coall oil combustion • Burner and furnace design • Flow and heat transfer in

nuclear reaeters • Superheaters and

de-superheaters • W ater separators l steam

dryers • Flue gas clean-up equipment • Cool i ng tower design

Fluent Europe Sulte 26, Hutton's Building

146 West Street Sheffield 51 4ES United Kingdom

Telephone: 44 742 780861 FAX' 44 742 795086

Flow in a variable cross-seetian du et

HVAC • Flows in buildings • Flows in camplex ducts and

pipelines • Heat exch;mger design • Spray cooling and

humidification • Transport of partieulates in

buildings • Air-to-air and air-to-liquid

heat exchangers

Profile of angular velacity in a stirred tank mixer

CHEMICAL l PROCESS EQUIPMENT • Chemical reactor modeling • liquid or gas cleaning

(i.e., eyelene separators, electrostatic precipitators)

• Spray drying and coo!ing • Mixing oi components

Flows in stirred tank reactor' Heat exchangers

• Design of manifolds l flow distribution systems

l

P H O (Ni l CHAM

C H A M • E X P E R T S IN C F D

Ab out PHOENICS is the leading general-purpose soflware-package for the srmulation of fluid flow and heat

PHOENJCS transfer.

G rid systerns in

PHOENICS

PHOENICS is used worldwidefor the solution of CFD problems across the whole range ofindustrial and

environmental applications.

PHOENICS is developed and marketed by Concentration. Heat and Momentum Ltd (CHAM}. lt ts

available for use under licence on a wide range of computer hardware. from PCs to large mainlrames.

PHOENICS has always been able to handie three alternative g rid types:

• Cartesian; • Cy!indrical-polar; • General curvilinear (Body-fitted co-ordinates, or BFCs).

However, PHOENICS Version 1.6 has introduced powerful new tools which simplily the generation and

handling of computational grids.

Geornetry Unlike many other flow-simulation codes, the new

first grid-generation procedures of PHOENICS place

----------- the emphasis on the geometry, and not on the

computational grid. The grid is constructed only

once the geometry has been defined, and il is

subordinated to this. Furthermore, geometry and

grid remain throughout the problem specification

procedure as two separate {although inter­

related) concepts. As a consequence. you can

easily refine the grid anywhere in your domain

without disturbing the geometry.

OBJECTS first ...

PHOENICS allows you to define "objects" within your computational domain. Objects are delined in terms

of their coordinates in the physical space, and not in terms of their cell indexes.

You can set up objects to represenl interna! obstacles, boundary features, etc. The fluid-flow domain

itself can be defined as an object.

... then REGIONS •.• Using your set of objects, PHOENICS will automatically break up the computational domain into a

number of "regions". {You can also create additional regions if you want.)

... and on/y then CELLS. You can then define the grid in each of these regions. The number of cells and

their distribution within the region can be specified independent/y for each

region.

Since the boundary and interna! conditions can be defined in terms of regions,

rather than in terms of cell indexes. you can refine the grid in any region at any

stage without attecting the geometry.

Easy to Menu-driven

u se .... The new grid-generation facility of PHOENICS is fully menu-driven: the menu options are all written in

----------- plain English; and a context-sensitive help-system is available on-line du ring the grid-construction

process.

The grid-generation menu is also accessible from the PHOENICS general menu. !hus allowing the novice

user to complete the problem specification without having to leave the menu environment.

Viewing tacilities

Objects, regions and grid can be displayed in a monilering window du ring the grid-creation procedure.

The user can select different view pointsand upright directions. and can at any time obtain a lull-screen

display for ciaser inspection.

Grid generation in BFCs

BFC grids can be generaled automatically in any sub-domain from user-supplied pointson the sub·

domain boundaries. T wo alternative grid generators (based on a transfinite interpolation or the solution of

Laplace equations) are provided.

BFC grid-planes can be readl!y "copied" across the domain, and can be arbitrarily Iransiated and rotaled

in the process.

You can also modily the grid point-by-point by simple "click and drag" with a mouse.

Fu/ly documented

The g rid-generation menu is documented in a new manual {reference CHAM TR219). A set of examples

is also provided on magnetic media .

.... and y et The g rid-generation menu translates your menu choices inta a set of commandsin the PHOENICS Input

powerful Language (PHOENICS' unique CFD language).

- Il ---•• -

As you gain expertise, you can write !hese commands yoursell, or you can simply modity those produced

by the menu. Users of the PHOENICS Input Language can avail themselves, for the purpose of grid

generation, of an extensive kil of centroi structures present in most high-levellanguages, such as LOOP,

IF ... THEN ... ENDIF, CASE ... OF ... ENDCASE, GOTO, SUBROUTINE, etc.

~·

- 11

--·~ L

Availability The grid-generation menu is an integral part of PHOENICS 1.6, and is included with the codA at no extra

east. lt runs on all PHOENICS-supported graphics-hardware.

Action For lurther information about the grid-generation facilities, or about PHOENICS, ils applications and

----------- licensing arrangements, please centact our sales department at

CHAM

Concentration, Heat & Morneotum Limited, Bakery House, 40 High Street, Wimbledon Village, London SW19 5AU, England. Telephone: 081 ·947 7651 Fax: 081 ·879 3497 24 Hour Answering Service: 081-947 6872

Computer-alded Fluid Englneerlng ~•o<•lgon l $-«1210 NOJ"oo:ng, SwooJ•n TeiOoMo• • ~61 1 1300 1< Telel•• 130012

P H O E N l C S CHAM

IN BUILDING DESIGN ''

The PHOENICS computer code simulates air movement and heat transfer both in and around buildings. Full three- dimensional steady or transient calculations can be performed, taking full account of the elfects of conduction, convection, radiation, bouyancy forces, turbulence, plus fire and smoke spread if required. The PHOENICS code has been developed over many years and now has several hundred users worldwide. This leaflet illustrates same applications of the code in the field of building design.

EXTERNAL AERODYNAMICS OF BUIIDINGS

Until recently. the on ly way to obtain a realistic predielian of the airflow and pressure field around a group of buildings was either to make full scale messurements in the field or to carry out extensive tests using models in wind-tunnels_ Full scale measurements in the field suffer from one major drawback: no-one can contra\ the weather and so the measurements taken can only reflect the conditions prevailing at a particular time. Wind-tunnel experiments are more general, in thai they are carried out under controlied conditions and models can be rotaled to yield the effects of different wind directions and strengths.

But, wind-tunnel experiments al so suffer from one major problem: full-seale building s will not lit inside wind-tunnels and !here are many difficulties and uncertainties invalved in scaling-up the resulls from scale models.

1) Airflow around a group of buildings. showing pressure distribution and streamlines. In this example calculation. the wind enters at 3[!' to the Z-axis with a uniform velacity of 20 m/s.Some of the air close to the ground passes below the elevated building. The asymmetry of the group eauses a /arge vortex to the generaled downstream of the bulldings in the /ow vetocity wake_ The wind is acce/erated around the comers of the buildings, and a peak velacity which is greaterthan the free-stream veloc1ty occurs_

So, both !hese tradiiianal approaches are rather time-consurning and expensive and do not always yield the information needed by the architect. designer or planner.

PHOENICS can provide quantitative predietians of the kind illustraled here at full-seale or model-seale in great detail and at great speed. Graphical plats showing pressures, velocities, temperatures, heat fluxes, turbulence-intensities. etc can be produced easily, enabling quick interpretation of the results. Thus. a wide range of externa\ environmental conditions can be assessed in a Iraetian of the time taken to carry out a field experiment or wind-tunnel test. Delails of heat transfer at each of the building surfaces are computed, and the e fleet of the atmospheric boundary-layer velacity profile can be included in the computation

(i CHAM PHOENICS

IN THE ENV/RONMENT COMPUTER MODEWNG OF FLUID FLOW, HEATl'RANSftRANDC0MBti5110NEORINlusrRY

PHOENICS is the leading software program for the simulation of fluid-flow, heat-transfer, chemical reaction and combustion processesin the environment. In pollution analysis, PHOENICS can be applied in two main areas. First, intelligent design can reduce emissions at the point of generation. Second, the adoption of improved methods of centrolling discharge inta the environment can greatly reduce its effect. PHOENICS can have a dramatic and cost-effective impact in both these areas.

DISCHARGE OF HEAT AND STEAM INTO THE ATMOSPHERE ; • .

The release of vast amounts of thermal energy and chemical etfluent inta the atmosphere eauses highly undesirable meteorological and ecological c hanges not on ly in the immediate locality, but also on a global scale. PHOENICS is used to mode! the complex nature of effluent plumes from industrial chimney stacks and cooling towers. The effects of temperature, humidity and the drapiet content of both the almasphere and eff!uent may all be taken inta account. Such an analysis must also consider the process operating conditions, stack geometry, local geography and prevailing weather conditions. For a more detailed study, the PHOENICS mode! mayeven include the camplex combustion reactions. in order to study the mechanism of pollutant generation at source.

Localized flow field and entha/py contours around a cooling tower. using the TACT menu system.

POLLUTION OF SEAS, LAKESAND RIVERS · . • '"·c .. • . . .. : . · ..

Studies have been carried out on the discharge of hot water from power stations and waste liquid pollutanis from factories into rivers and estuaries. These have determined the distribution of the effluent, and the effect of river or tida! currents. Two- or three-dimensional models can specity the coastfine topography, river course, or profile of the ocean bed. Each mechanism for pollutant dispersal can be studied in isolation to highlight dominant effects. An example of the \arge scale u se of PHOEN!CS in pollution investlgation and control is being developed by the Swedish Meteorological and Hydrological Institute. The comprehensive numerical models will enable studies inta the circulation and ecological balance within the

Baltic system, including salinity distribution and predietlons of ice formation

Flow f1eld and sal/ diS/flbution 1n lhe BalliC syslem

L-----------------------------------------------~

PHOENICS IN THE ENVIRONMENT

PLUME DISPERSAL STUDIES

PHOENICS ma y be applied to localized or global studies of pollutant dispersaL The ability to activate a fulL three-dimensional analysis, tak i ng in to account the elfects of camplex local terrain, results in accurate and

Pollution dispersal in a built up area

POllUTION INTHEGROUNtt'', c

Sand, soil and permeable rock constilute 'porous media' for which the laws of fluid flow are weil known PHOENICS has been widely used in such media for studies including sub-surface storage and seepage of pollutanis through rock structures_ The degree of penetration and distribution of the pollutant through the soil can be readily predicted. The leaching of pssticides and nitrates which may result in river pollution may be assessed, along with the effect of spillage of toxic materials or seepage from waste dum ps. Transient analyses can be earned out to investigate both the immediate and long-term effects of chemical release.

ACTlOJ-t .

If alter reading this leaflet you would like to lind out more about PHOENICS, ils application in a specilie area, training courses, forthcoming seminars, pubhcations, consultancy or licensing arrangements. please contact the Sales and Marketing Department at the address opposite.

!•

detailed physical models. The inclusion of structures with in the simulation domain allows for the interaction of building s with the plume footprint.

FlUE GAS DESULPHURIZATIOI-t \

Sulphur dioxide, a major contribulor to acid rain, is a waste product of fossil fuel combustion, smelting and sulphuric acid manufacture. The effective desulphurization of flue gases in such processes has now become imperative. PHOENICS has been used to mod el desulphurization techniques, including the detailed flow field calculations with in dislillatian equipment. Packed bed absorbers can be studied by analysing both the complex, three-dimensional, transient flows and detailed chemical kinetics. Chemical scrubbing operations can be assessed using a full multi­phase mass and heat transfer analysis, which is a standard capability of PHOENICS. Finally, for electrostatic processes. PHOENICS has been applied to study the effects of varying field strengths on the dust particle precipitation rates using Lagrangian particle Iraeking techniques.

CHAM Limited, Bakery House 40 High Street, Wimbledon Village London SW19 SAU Tei:081-947 7651 Telex:928517 Fax:081-879 3497

CHAM P H O E N l C S IN THE PROCESS INDUSTRIES

- COMPliiER MODEWNG 01!

PHOENICS is the leading general-purpose software code for the simulation of fluid-flow, heat-transfer, chemical-reaction and combustion processes, in engineering equipment and the environment. PHOENICS is already in use at hundreds of sites worldwide, and this leaflet illustrates some applications of the code which are relevant to the process industries.

CHEMtCAL REACTORS - ·

PHOENICS can prediet and display values of key parameters such as temperature, pressure. velocity, concentration (of air or other chemical species) and shear rate with in chemical reaeter vessels. The picture on the right shows that camplex features such as axial and radial impellers, baffles, asparge ring supplying air bubbles, and coils for temperature centroi can all be included in the simulation. Thus PHOENICS provides a valuable too! for the

et CHAM

.l

design, centroi and Fluid velacity vectors_ Contours of a1r concentration optimisation of process equipment of this kind. RESUL TS COURTESY OF LAFARGE COPPEE RECHERCHE

CYCLONES ·' · · · . ., •• ' ·- · - ·.. · -, • · . ' • · ·

The particles in a cyclonic process may be solid (eg dust particles) or liquid (eg oil droplets). Knowledge of the particle classification performance is important in a eyelene design. PHOEN!CS is used in a wide variety of gas and hydrocyclones to prediet the distribution of particle sizes with in the cyclone, and the percentags of each size reporting to either the overflow or underflow exils. Full, two-phase, three-dimensional ca!culations including heat and momentum transfer to and from Part1cle /racks 1n a eyelame separator

the particles can be handled by PHOENICS.

PHOEN/CS IN THE PROCESS INDUSTRIES r------------------------- - -----

PIPES, VALVES AND PUMPS - -

PHOENICS provides detailed, two or three-dimensional analysis of flow conditions in pipe junctions, valve passages. or pumps, thus revealing any Iikeiy design defects at an early stage. Areas of partieulafly high shearstress at solid surfaces, for example, can lead to excessive wear and corrosion. T ranslent problems associated with the hydrodynamic forces on valves opening or ciasing can also be identified and corrected. RESULTS COURTESY OF BRITISH PETROLEUM

---

centre plane.

Aow through a ball-vaNe.

FURNACES AND COMBUSTORS '

Gombustian processes in a wide range of both liquid-fuel and gas-U red furnaces and combustors are simulated by PHOENICS. The effects of alternative fuel and air inlet port arrangements can be examined to obtain the optimum design. The simulation can also prediet the location of hot-spats, or the productian of combustion generaled pollutanis such as NOx (as in the example on the right), providing a valuabie insight to both designers and

FOOD PROCESSING EQUIPMENT

The food industries exacting requirements in maintaining an aseptic environment. with strict limitations on operating conditions places high demands on the designers and operatars of food processing equipment. PHOENICS can be used to optimise plant operating conditions, while mini.mising downtime, in a wide range of application areas including: spray drying, packaging, sterilization and handling camplex food mixtures. lncorporating the user's own empirical data inta the simulation, in addition to the ability to !rack the motion of discrete particles allows camplex simulations to be carried out.

operatars of combustion process equipment. In the case of the large industrial burner shown here, a selective flue-gas recirculation system was designed, on the basis of the PHOENICS calculations, eventually leading to a reduction of 80% in NOx output from the burner. RESULTS COURTESY OF FUEL TECH INCORPORA TED

Temperature profilas in a /arge industria/ burner_

A spray dryer mode/ il/ustra/lng the temperalurc conlours and powder par11cle /racks

PHOEN/CS IN THE PROCESS INDUSTRIES

HEAT EXCHANGERS AND CONDENSERS ··

The economics of present-day heat-exchange components. providing valuable insights energy generation and PHOENICS is being used to which usually cannot be heat-transfer processes mean assist in the design of a wide obtained from experimental !hat designers must constantly variety of heat exchangers and studies or a theoretical strive to improve the efficiency condensers, with lull approach. The two examples of the necessary three-dimensional predietians illustraled here are:-

A The SNR300 lntermediate Heat Exchanger B The condenser for Heysham Power station. using liquid sodium, in which PHOENICS has Previous work using PHOENICS has been used to prediet the temperature highlighted the fact that condenser distribution in the primary sodium circuit for a performance is sensitive to non-uniformities in range of operating steam conditlons at the conditions both steady and inlet plane. A key transient, and from low load feature of the current to fullload. Excellent work is the agreement between the development of a PHOENICS predietians and coupled rnadel of both measured resulls were the steam turbine

obtained. exhaust hoad and the RESUL TS COURTESY OF NERATOOM COndenser, Which

aveids the need to make sensitive assumptions regarding steam conditlons at the condenser inlet plane.

Low-load temp. distribulion in primary sodium circuit.

RESULTS COURTESY OF NEI PARSONS

Contours of air concentration at· cooling water in/et plane.

AIR, FIRE AND SMOKE MOVEMENT

PHOENICS is used extensively to prediet the flow pattern and thermal environment in heated and ventilaled spaces in which buoyancy forces often deminate the flow, both with and without the presence of fire. Many validatian examples have been carried out in conjunction with the Fire Research Station in which the PHOENICS predietians were campared with measured parameters such as temperaturs, velacity and smoke concentration, and excellent agreement has been obtained in each case. Same examples of such calculations are:-a) Environmental impact of a

warehouse. b) T ransient predielian of

temperature distribution in the passenger campartment of a ear.

c) Fire in a ventilaled road tunnel.

d) Fire in an air-supporled structure (see illustration).

e) Air movement in a 3-dimensional instrumented test room with a heat source and an o pen door.

f) Fire in a shopping mall. g) Air movement in an atrium

design building.

Flow field and smoke concentration after 30 seconds.

Referenser till exempel på gjorda beräkningar.

Referenser Fluent: Ytterliggare material kan fås från Fluent Europe Suite 26, Huttons Building 146 West street, Sheffield Sl 4ES United Kingdom

BILAGA 3

R. Weber, B. M. Visser, F. Boysan "Assessment of turbulence modeling for engineering prediction of swirling vortices in the near burner zone 11

International Flarne Research Foundation, (IJmuiden, Nederländerna, 1988)

Referenser PHOENICS Ytterliggare material kan fås från Computer-aided Fluid Engineering Krokvägen 5 S-602 10 Norrköping Sverige

K. Fenech, M. Cross 1 V Voller, "A Computational Frarnework for Modelling the Raceway of the Iron Blast Furnace", Centre for Numerical Modelling an Process Analysis School of Mathematics (London, 1985)

I. sawada, T. Ohashi, "Numerical Analysis of the continouos Casting Moult in the Steel-Making Process" Nippon Steel Corporation, (Kawasaki, Japan, 1985)

J.L. Boccia, J.L. Usher, "The Use of a Field Mode! to Analyze Probable Fire Environments Within the camplex Geometries of Nuclear Power Plants", Brookhaven National Laboraty, (Upton, New York,1985)

I. Sawada, T. Ohashi, "The mathematical Modelling of the Coupled Reactions in the Pre-Treatment of molten Iron by Powder Injection, Nippon Steel Corporation, (Kawasaki, Japan)

F. Weiching z. Hui, 11 A Two-Fluid rnadel of Turbulent Combustion 11 , University of Scienc & Technology of China, (1989)

C.G. du Toit, 11 The Numerical Predietian of Durnp Diffusor Flows 11 , 2nd South African Aeronautical Engineering Conference, (Pretoria, Sydafrika,1990)

A.P.G.G. Lamers, "Influence of Temperature Dependent Viseosity on Laminar Diffusion Flames 11

, University of Technology Eindhoven, (Nederländerna,1989)

W. Montasser, "Modelling of Gas Flow in a Vertical Chemical Vapor Deposition (CVD) Reactor 11 , Alcan International Limited, (Ontario, Canada,1989)

2

S. Rogers, L. Katgerman, 11 Particle Tracking of Solidifying Meta l Droplets During Gas Atornizing", Alcan International Limited, (Banbury, England, 1989)

S.C. Flood, K. Kasai, L. Katgerman, "The modelling of Heat and Fluid Flows in the DC Casting of Aluminium Alloys", (Banbury, England, 1989)

C. Prakash, V Voller, "On the Numer i c al solution of Continuum Mixture Medel Equations describing Binary Solid-Liquid Phase Change 11

, Numerical Heat Transfer. Part B, vol 15, (1989)

O.J. Ilegbusi, J. Szekely, 11 Three-dimensional Velacity Fields for Newtonian an Non-Newtonian Melts Produced by a Rotating Magnetic Field", Massachusetts Institute of Technology, (U.s.A. ,1988)

P. Ernola, M. Hupa, L. Kjäldman, P Oksanen, 11 Detailed Modelling of NOx Emissions in Fuel Staging", Åbo Akademi, Technical Research of Finland, Neste OY, (Finland, 1989)

L. Kjäldman, "Modelling of Peat Dust Combustion", Technical Research Centre of Finland, (Helsinki ,1989)

G. Simard, R.T Bui, V. Potocnik, "Simulation Camplex Industrial Processes Using Phoenics", (Canada,1989)

N. Hoffman, N.C. Markatos, 11 Thermal radiation effects on fires enclosures 11 , Thames Polytechnic, (London, 1987)

T. Bourgeois, R.T. Bui, A. Charette, Y Kocaefe, "Simulating the Combustion Furnace of an Aluminium Casting Furnace, Universite du Quebec ä Chicoutimi, (Canada,1988)

K.A. Pericleos, I.W. Clark, N. Brais, "The Modelling of Thermal NOx Emissions in Combustion and its Applications to Burner Design 11 , CHAM Limited, (England,1987)

SIMULERING AV KANALBRÄNNARE MED FLUENT GJORD PÅ SVDKRAFT KONSULT, GASTEKNIK.

O~LMUM "t

Er: brä:1nares huvucl.~?pgi:'T.. är a.:.t. blanda brä;_1z::e o::-:l; .:u.f':: . .:. rj.~"'=

::öl~f:ållar.de cc11 s.-::_ f-:::.:ms. cch sta.t:llisera 2!1 tl.s:rr:.:11a. :Je~·tc: ;;ä.l2.e:r 0:1'.'8~tt ,~r:vänaninqs:J!P.!"åcler~. CliV~a applikati:Jn.-2r s.t~iller olil·~a kr a': på hur :ö.:t:l·än::-,i:-Jgs.r: ;!er:omfS.-::.-s. Tex brännare till pa::.nor sv.:all klar a\' a-:::t. ge fr:.l.ls~2.:1clig :·örb.:-.':inr..ir::.; "led ot-t- 1 "f"-ro .. ue-rc 1.~,-.+-.,-- c'""' <:;..-- "'f!. 1 ~-t-e-t- .,,....,"'"' mr-:.·i ·;·i -~t i-'. uer P.',. T .. - ...... '::'~" ' -~--~~,. ,__.,__..., ~~ ~~ ~~~ ~ ~~·" ""~_}~ ... ~ ~· _.___ - -r·egleromretde av tex 1:4 (7:5 - 100 % effekt). Brär:nare för tillsatseldr::inq st:all klara 2l.'.:t förbrä:-;na bräns:et med de·t. syre som är tillgänglig-t-. i avgasflddet oct; a::'.:- arbet3 i de "svAra" f l ;-;,,-'!o c- t-'""•rha0 .i' 1 <::nrlö'"' "'0ffi -.-:.:.der ~ :.uo.:oc;,lz-a.,-, "- ·; '-''"' ...,;=--,-."' o··,"ov- a~·~ ~'-'~~~ ~ OO ~~··'-'~·· ~ "~.;;;;; ~ .._~>,_,M>~"··----~-··~ ~~-.... -'~·.~ ~~-

rsglerområde exv l:lO {lO- 100% effekt) vilket :nedfb= att det finns vi.8sa parametrar som är av stor vikt för ar;.läggningens funktion.

Syftet med denna simulering är att utr5na om det är möjligt att stude1.·a dessa parametrar med hjälp av flnida sim:rrn.-:.leringsprogramm~ Vi valde att studera en en:t:el kanalbrännare i en avgaskanal '.'id varierande avgashastighet och syrehalt, av speciellt intresse var flarnhållningen.

Bes}::riv:r.ing av uppställningen i FLUENT.

Ett brännarelernent tillverkat av de Jong Coen b.v har fått f;tå som 'l'gao ngo•nooel' fn-r 'UP""'a"ll n' "98" "r~nnaren" en klo konotnu'·t' on p-t-a" ~ " • '""" • .,.._ ,,...J_ ~........ 1:'~ ~ _,_ • ..._.. .. r ~ ...... c;. u ..... ~ • ··~ ..__ r, - ..... ~ ., h.c"andn-illQ"" li?..f-ar eller ol~+c>.,.. ~~rnr.a-r e,·ig yS\ a+-+ mocjo".cleno .._, ............ p ... o.~ ... .... ... ~,:;.a~ ..1.-... r:- ~ ~..... .... ... ·~~ •• ~~- ~ ~~·

B:rännarmadellen placeras i en cylindrisk kanal med l2.~gden 4 m och diametern O. 864. m. En tvådimensionell figur på uppst~.'.illningen visas nedan och där representerar:

s lO Il VIO o

symmetrilinje inlopp l, avgasflöde inlopp 2, bränsletillförsel vägge1ement ut.lopp

(metan,

En fullständig list- til Cver uppst . .ällningen återfinns i bilaga

- CELL TYPES J I= 2 4

26 s s s s ,. o

?" _, IO 24 !O 23 lO

12 10 n .. lO lO !O 9 lO g 10 ., lO 6 lO • ~10\<.i(J 5 l U . ~.;ro 'l

., 1 ',! • ~l!)

:~ ~,'~)~/~)

6 8 s s s s

lO s s

12 s

14 .. s s s

82 XI' '' 86 38 90 92 94 96 98 -i -·,n

~ ~ .... s s s s s s s s s s s s s s s s s ,, s ~

=I s " c

o o o

o o o o o o o o o '

J 26 25 ''il L.

23

12 ' ., L

"' ... ~' g

8 7 s 5 ,, . o

Parametrar

LD.vgasflödets syrein.nehåll.

Syrehalt..en i avgasflödet är av yt.tsr;;•:.a och säker t.illsatseld~J.ing. Som :.:.idigare .; nc:::.-mala fall en syrehalt mel.ia:-1 13 - 15 't .. :::: i:1data till sim:J.leringen har vi sat.t syrehalten till 15 eller 10 %.

A;.Tgas f löäets }~araJ.:-ceris -c i k.

'f~lrt-~na n;::,r"'l"S'~·--r so~ pa·'ve...-•-,r t-~l.IC';::,t·ce1r1n~"'nen ~r v.:>.r-i"'T-~0.",0"!':- 1 ripr,.• ~·~~~':::' l':"'" ....... " ....... o. ... ~ •" -~r- ....... ~~ ... -._. ........ .., .............. ::;, •• ..... ___ ..... __ -- - '-"~-

genomsrli "Ctliga flödeshastigheten, olikformig hasti.ghetsp.'ofil, temperaturvariationer i avqasflödet samt instabilt avgasflöde. In.sta:bila flöden kan uppstå vid tillsatseldning eft.er Jccl vmotore~-.

I indata är avgasflödet satt likfonniat och till 50 % turbulent samt temperaturen satt till 798 K ( 525 °C): .rwgashastigheten varieras mellan antingen 20 m/s eller 5 m/s. !"lan kan dock anse at.t detta ä:::- ideala förhållande~, i verkliqheten ar flödet från en gasturbirr till 100% t~rbulent, ol.ikformigt och hi'ir ä·.rer: temperaturvariationer.

Ineffekt, specifik värme.

Ineffe}:t av specifi}~ värme definieras som Qen av t-:Lllsa~seldnir.aen tillförda värmet ~er enhet av a•Jgasflödets massa [ k;Y/(kg/s)= ld/Kg ] Och a"r e'' ma"'++ P"" ,..,.,..,0-PD av ·t-~l1c:=t-s=l.-.:n-{n~ De' 'nri-it·er""-r ho'J'....,~nnon ...... ~" ~~ '-' '::1~~ -A ~.0, ~'-'·~~ <o>_._ ........... ~· ~ ...._, ~ .... ,~ .._....__ ••~•'';J"''

av av avgasflödets temperat.ur som resulta·t av ti.llsatseldningen. För den typ a·.r anläggningar som behar.-:llas här är ineffe};:ten av ope"~ +'~ka \'a"rmar nnrmol+ ,.,...,a'er •no Jr.1'IJ•g Co"r ,..,-..-v-• .-i::. ll"onvnnrr'..-.no·i ·l, >:> ~..~....___.... .... •• ~~.,_.~ .. ~l. Uo. ·.<.<~v-..~.,-,..-~ ._.,.,.<~.._. ...... ~" ,_.., ... ~"·-~-.,....

nannnr ~en ',•.e,n, mu.-.iret u.<;l Äk:>~ +~1"1 ~tnou·l lr.TiL·g -fö-r nannor mod l.>'"<rlrla 1:' • ·~~ ><; -•• ••..!~" '"~•~ ..._.._..-..J.. ... ..,~ - "-~rn ..._~i"' ••• .. ~ ..... "1~~~

väggar.

I combined cycle nr 1 och nr 2 ligger den önskade tillsatseldningen p$! 211 resp 227 kJ/kg. För at1: f.?. en uppskattning av flarnhållningen på brännarmedel len ~at te:. na!·.frg.?~.e.~s ~_n.-~opp:s.hastigl~et t il~. 12 m/, s. gene::~ en utloppsarea pa 9.3t:"'10 mt, avs ..LlKa med et:: Kana.lbrannareJ.emen·c konstruerat av de ,Tcng Coen. l>.'-.~gashast.igheten al terner ar som tidigare nämts mellan 20 och 5 m/f;, detta medför att i fallet 20 m/s fäs er: ineffekt av endast 29 f:J-;kg och i fallet 5 m/s 115 kJ/kg.

Flamstabilisering .

.ST..a!:;:ilisering e.•! flamman s~ säker och problemfri drift. Fla.mstabilitet erhålls ':jer::o:n a:.t. Epp:tylla förbrännincskraven minimum antänd.-:inqs-.:emperatur f 5?.C· - 6.::',() "C f'C!" naturgas, Uppgi:ten varierar beroendE:, på ki:.U.la) till en brär::s~e)syre b 'an•I,~"" cnm H~ ~lQmh~r Do+~~ m8a+c r~11a i ~un~~ev ~ n~r~g+ Tl'l1 ..1. l~ • .L .. ~ ._.~ ............................ ""'"-'""". ~--~'""' '"""'"''-"'~· ~c.._,__~ ~ t"' .... ~ .4- _.. .. ~ ..... ··-~ ~ .-'-.4-

flamhållaren så att flamme.ns bas befinner sig nära denna helst över ot-r a+ ..... r+ helastnl'"'a<:.'om""'åd.o o,...h vid olika sv:-el1alter i avaasflCdet. - - --- - - •• ••~- u~ - -• ~ ~

"' amotabi l i o er i ng h~s "a" a; h.,...'-'r.n=>re "P"', g~ aonnm ,.,.,t n l :::...-.c,..."' e" •. ..1. .,.., ~ ~- ...... • ...,. ·~ u ..... ~ ..... .::>-... ~.... ~· e-~~ ~-· ............ ~ !"'--'-'~~--........ ~~

hinder (flamhållaren} i avgasflödet:, dess. ~rving.ar" och den plötsliga areoo''kn~ nnen åotak~mmc:.r on H~ rue"l "'r-.n·• 'l• l; f o" y- heTa a"ga<O!<::>r t--l• 11 ~ ~ ..._ .. '::! O .... ~ .............. ~H V~---"< .... ~ ..... > ~ .J.. ~ H ~ • ,_.,___..._ ~ ~~

.... ,t-- •• rNa"'"" ~ d + l. n re a•: fl'"''". fil l ,.,..,o,.-, V> te : ~ r<"'re tnrbi;; .... +..---i D" ~n •·-~~ -::: ........ n .... e~ . _ ........ n'""' .... -. ..... ~··· ~ ~ r_ ..... '::J........ ... ....... ~- ..... ~ ·1.1 ;:>..

flarnstabiliteten erhålls genom att strålningsvärme från :lammar:. ger bidrar till uppvärmningen av gas/avgasflödeblandningen.

Fig nr har en för u-

l visar hastighetsvektorer runt brännarelementet, avgasflödet inloppshastighet på 20 ro/s .. Fig nr 2 visar motsvarande konturer haa+~~he+ 'b"'o+~ghe+ i PO"'~ ..... l·' 7 x- r~'·tn'l'g) ............ -::: .... \ .~ ........ ~_ • ... .... ..... ..... <-- , ~ ....... r • ..... , •

Om man studerar hastighetsvektorerna runt och i brännaren syns en virvelbildning strax under brännarvingen, detta bekrättas nar man studerar konturerna av u- hast., strax under vingen roerkeras en kontur med nega·tiv u- hast. F.v detta kan man dra slutsatsen att modellen fungerar som flamstabilisator, virveln drar ner heta avgaser till brännarenB centrum där de värmer samt blandar sig med den inströmmande gasen.

- - - - ~ -1L ~ '9

~ m ~- ~ 'i" ,. - ~1 ~ N ~-:'< "' • • ' • • ' • • •

N "' - - - "' "' "'

F, & ""' 2..

2.14801 2-0!E+Ill

L j.<SEffij

1.31B\lj

1.24801 (.118-Q;

9.71EHlO

a.-!8E+Ilo 7 •n- .

"H:ci"\;

S.90E+QO

4-BIE+IlO

s.:f·]r::<:::

3.t2E·02II 2M7((-:'(:'