Modellering av NOx frå forbrenning

Abstract

Føremålet med denne oppgåva har vore å setje seg inn i modellering av turbulent forbrenning og nytte teori i praksis ved simulering med dataprogrammet SPIDER. Rett modellering er viktig sidan både turbulens og forbrenning har innverknad på danninga av NOx.Saman utgjer dei eit komplisert fagfelt. Det har lenge voreforska på desse emna, og i dag eksisterer det fleire modellar.Turbulensen påverkar forbrenninga sidan den står for mykjeav blandinga.Det vert presentert fleire grunnlikningar som er nytta i modelleringa. Teorien presentert omhandlar hovudsakleg k-e-modellen og Magnussen sin EDC-modell for turbulent forbrenning.Likningane som inngår i modellane er diskretisert ogimplementert i programmet SPIDER, som vert presentert i oppgåva. CFD-koda nyttar kurvelineære, ikkje-ortogonale koordinatar og kan rekne på komplekse geometriar. Dei viktigaste NOx-mekanismane er presentert, og nokre metodar for å redusere utslepp er nemnde i rapporten.Det er gjort simuleringar av to turbulente diffusjonsflammer, og resultata er samanlikna med måledata. Den eine er omtala som ``H3-flamma'', og har ei brenselblanding med 50-50% hydrogen og nitrogen. Den andre har ei blanding med CH4, H2 og N2 i brenslet. Fleire variantar av k-e-modellen er samanlikna. Magnussen sin EDC-modell er nytta som forbrenningsmodell. Det ertesta ulike grid for å få ei tilnærma nettverk-uavhengig løysing. Målingar, og metodar på korleis dette har vorte gjort for metan-flamma, er og snakka om i siste kapitlet.For begge flammane er det gjort simuleringar med detaljert kjemi. Dette er naudsynt for å få informasjon om danninga av NOx. Resultata synte at metan-flamma ga større avvik frå målingar.Det vart freista å betre modellen ved å justere blandingsraten iEDC-modellen. Resultat synte at simulering med detaljert kjemi stiller høgare krav til oppløysing på nettverket.NO-verdiar frå simuleringane er samanlikna med måledata formetan-flamma. Resultata er utførleg drøfta.