Математическое моделирование состава продуктов горения отопительного газа коксовой печи

Abstract

В работе ставится задача построения математической модели и расчет с ее помощью концентрационного и температурного полей, а также распределение скоростей движения газовых потов при сгорании отопительного газа в вертикале коксовой печи системы ПВР. Изучается влияние коэффициента избытка воздуха и характера газодинами-ки в обогревательном простенке коксовой печи на концентрацию продуктов сгорания. В качестве области моделирования рассматривался два обогревательных простенка (вертикала), находящихся вблизи середины коксовой печи системы ПВР объемом 41,6 м3. Рассматривалась трехмерная задача с разбиением области моделирования по оси x на 24 клетки; по оси y – на 13 клеток; по оси z – 24 клетки. Размеры вертикала: по оси x – 0,48 м; по оси y – 0,40 м; по оси z – 7,2 м. Проведено одновременное решение трехмерных уравнений движения, переноса тепловой энергии, переноса массы и кинетических взаимодействий компонентов газового потока. Методами математического моделирования оценены поля скоростей, концентраций и температур в обогревательном простенке коксовой печи при коэффициенте избытка воздуха в интервале 1,2-1,6. Показана возможность перегрева верхней части вертикала вследствие возникновения турбулентного вихря. Получено экстремальное поведение содержания монооксидов азота в зависимости от коэффициента избытка воздуха. Показано, что наличие асимметрии граничных скоростей на входе и выходе из вертикала приводит к уменьшению рециркуляции и увеличению концентрации монооксидов азота в дымовых газах.