Forstå energiomforming i forbrenning – detaljert analyse av entropiproduksjon (ekserginedbryting) i flammer Understanding energy conversion in combustion – detailed analysis of entropy generation (exergy degradation) in flames
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3093922Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Denne studien fokuserer på undersøkelse av oksyfuelforbrenning med tilsetning av vann ved bruk av reaktormodeller og påvirkningen av damptilsetning på diffusjonsflammer og for å simulere generering av entropi i forbrenningsprosessen. Reaktormodellene er i stand til å representere forhåndsblandet motstrøm samt fri flammekonfigurasjoner i studien.
De styrende ligningene som brukes i simuleringene inkluderer ligninger for masse, momentum, artstransport og energisparing. I tillegg brukes tilpassede styrende ligninger for å redegjøre for injeksjon av vann i systemet ved å legge til en kildeterm for fordamping av vann. Konsentrasjonen av vann i diffusjonsmodellen til oksidasjonsmidlet varieres i trinn på 0,025 molar fraksjon for å observere dens innflytelse på forbrenningsprosessen.
Diffusjonsflammer studeres for å analysere forbrenningsegenskapene under forskjellige vanntilsetningsscenarier. Simuleringene gir innsikt i flammestrukturen, temperaturprofiler, artskonsentrasjoner og generell forbrenningsytelse. Effektene av vanntilsetning på generering av entropi blir også undersøkt, noe som muliggjør en omfattende analyse av den termodynamiske oppførselen til systemet.
Resultatene bidrar til en bedre forståelse av oxyfuel-forbrenning med vanntilsetning og dens innvirkning på diffusjonsflammer. Funnene gir verdifull innsikt i vanns rolle i å påvirke forbrenningsegenskaper, som flammestruktur og temperaturfordeling. Vurderingen av generering av entropi gir viktig informasjon om den generelle effektiviteten og ytelsen til forbrenningsprosessen.
Ved å kombinere reaktormodeller, tilpassede styrende ligninger og trinnvis tilsetning av vann til oksidasjonsmidlet, gir denne studien en omfattende analyse av oksyfuelforbrenning. Resultatene kan lede utviklingen av avanserte forbrenningssystemer med forbedret effektivitet og redusert miljøbelastning ved å This study focuses on the investigation of oxyfuel combustion with the addition of water using reactor models and the impact of vapor addition on diffusion flames and to simulate entropy generation in the combustion process. The reactor models are capable of representing premixed counterflow as well as free flame configurations in the study.
The governing equations used in the simulations include mass, momentum, species transport, and energy conservation equations. Additionally, custom governing equations are employed to account for the injection of water into the system by adding a source term for the vaporization of water. The concentration of water in the diffusion model of the oxidizer is varied in steps of 0.025 molar fraction to observe its influence on the combustion process.
Diffusion flames are studied to analyze the combustion characteristics under different water addition scenarios. The simulations provide insights into the flame structure, temperature profiles, species concentrations, and overall combustion performance. The effects of water addition on entropy generation are also investigated, allowing for a comprehensive analysis of the thermodynamic behavior of the system.
The results contribute to a better understanding of oxyfuel combustion with water addition and its impact on diffusion flames. The findings provide valuable insights into the role of water in influencing combustion characteristics, such as flame structure and temperature distribution. The assessment of entropy generation offers important information on the overall efficiency and performance of the combustion process.
By combining reactor models, custom governing equations, and stepwise addition of water to the oxidizer, this study provides a comprehensive analysis of oxyfuel combustion. The results can guide the development of advanced combustion systems with improved efficiency and reduced environmental impact by optimizing the use of water as an additive.