Математическое описание и численное исследование рабочего процесса в топочной камере котла с циркулирующим кипящим слоем

Abstract

Построена методика расчета аэродинамики и физико-химических процессов в топке котла с циркулирующим кипящим слоем, которая в отличие от существующих включает в себя статистическую модель процесса выгорания полидисперсного ансамбля коксозольных частиц в кипящем слое с учетом кинетики химических реакций, лучистого и конвективно-кондуктивного теплообмена. Сформулированы граничные условия (условия «сшивки») и приведены аналитические решения для функции распределения частиц в кипящем слое в малых интервалах изменения концентрации углерода для схем поверхностного и объемного реагирования.

Побудовано методику розрахунку аеродинаміки та фізико-хімічних процесів у топці котла з циркулюючим киплячим шаром, яка на відміну від існуючих вміщує у собі статистичну модель процесу вигоряння полідисперсного ансамблю коксозольних частинок у киплячому шарі з урахуванням кінетики хімічних реакцій, променевого та конвективно-кондуктивного теплообміну. Сформульовано граничні умови (умови «зшивки») та наведено аналітичні рішення для функції розподілу частинок у киплячому шарі в малих інтервалах зміни концентрації вуглецю для схем поверхневого та об’ємного реагування.

The calculation method of aerodynamics and physico-chemical processes in boiler furnace with circulating fluidized bed is developed. The method in contrast to existing methods involves statistical model of burnout of coke-ash polydisperse particles ensemble in a fluidized bed taking into account chemical reactions kinetics radiant and convective-conductive heat transfer. Boundary conditions («linking» conditions) are formulated and analytical solutions for particles distribution function in fluidized bed in small intervals of carbon concentration for schemes of surface and volume reaction are developed.