Experimental and Numerical Study of Swirling Flows and Flame Dynamics

• Main Authors: Abricka M., Barmina I., Valdmanis R., Zake M.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Sciendo 2014-08-01
• Series: Latvian Journal of Physics and Technical Sciences
• Subjects: swirling flow dynamics; swirl intensity; recirculation zone; biomass gasification; biomass (wood) pellets; combustion
• Online Access: https://doi.org/10.2478/lpts-2014-0021

Ir veikti kompleksi aukstu nereaģējošu un liesmas virpuļplūsmu dinamikas veidošanās eksperimentālie pētījumi, izvērtējot galvenos faktorus, kas ietekmē šo plūsmu dinamikas veidošanos cilindriskā kanālā virs granulēta biomasas slāņa pie aksiālas primārā gaisa padeves zem granulu slāņa un gaisa virpuļplūsmas padeves virs tā. Auksto virpuļplūsmu pētījumi apliecina, ka plūsmas dinamiku būtiski ietekmē divu savstarpēji konkurējošu un pretēji vērstu virpuļplūsmu veidošanās pie tangenciālās gaisa padeves sprauslas izejas. Lejupvērstā virpuļplūsma, kas veidojas pie kanāla sienām, ierosina no granulu slāņa atstarotās augšupvērstas aksiālās plūsmas veidošanos, palielinot plūsmas aksiālo ātrumu, savukārt augšupvērstā tangenciālā plūsma veido pretēji vērstu aksiālo plūsmu, veidojot recirkulācijas zonu ar izteiktu aksiālās plūsmas stagnāciju tās centrālajā daļā. Pie vienādiem primārā un sekundārā gaisa padeves nosacījumiem atšķirīga plūsmas dinamikas veidošanās ir konstatēta liesmas virpuļplūsmai, kuras veidošanos būtiski ietekmē granulētas biomasas gazifikācija ar sekojošu gaistošo savienojumu uzliesmošanu un degšanas procesa veidošanos liesmas centrālajā daļā. Reversās virpuļplūsmas veidošanās intensificē gaistošo savienojumu sajaukšanos ar gaisa virpuļplūsmu, un stabila degšanas procesa veidošanos plūsmas centrālajā daļā ar korelējošu aksiālā plūsmas ātruma palielināšanos salīdzinot ar nereaģējošo aukstā gaisa plūsmu, pie vienādiem šo plūsmu veidošanās sākuma nosacījumiem samazinot liesmas virpuļskaitli un ierobežojot recirkulācijas zonas veidošanos degšanas zonas pamatnē.