Modellentwicklung zur Beschreibung von Transport, Mischung und Abbrand von Hausmüll auf Rostsystemen mit Hilfe einer CFD-DEM-Kopplung

使用 CFD-DEM 耦合开发模型来描述炉排系统上生活垃圾的运输、混合和燃烧

• 批准号: 218889337
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Viktor Scherer
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/218889337?language=en
• 关键词: Modellentwicklung; zur; Beschreibung; von; Transport

Im Rahmen des vorliegenden Projektes soll mit Hilfe numerischer Untersuchung das Grundlagenverständnis des Transport- und Mischungsverhaltens sowie des Abbrands auf Verbrennungsrosten verbessert werden. Dazu soll, nach dem Kenntnisstand der Antragsteller, erstmals eine dreidimensionale partikelorientierte Methode (Diskrete-Elemente-Methode, DEM) für den Abbrand des Müllbetts mit einer 3D-CFD Simulation gekoppelt werden. Hierzu sind die Modelle für die Wärmetransport- und Reaktionsvorgänge auf Partikelebene weiter zu entwickeln, um die wesentlichen thermischen und physikalisch-chemischen Effekte so rechenzeiteffizient abzubilden, dass große Partikelsysteme beherrschbar bleiben. In den DEM-Simulationen der Hausmüllschüttungen repräsentieren geometrisch einheitliche Partikel (Kugeln) den Brennstoff. Um mit repräsentativen Kugeln die für Abfall charakteristischen Schüttwinkel und die korrekten Verweilzeiten auf einem Rost nachzubilden, werden diese mechanischen Eigen-schaften durch ein spezielles Adhäsionsmodell approximiert, dessen Modellparameter anhand von Messungen an einem Modellmüll ermittelt werden. Anhand von Sensitivitätsanalysen wird in der numerischen Simulation der Einfluss stofflicher und betrieblicher Parameter (Aufteilung des Mülls in verschiedene Müllfraktionen, Roststabgeschwindigkeiten, Roststabhublänge) auf die lokalen Schürraten, das Temperaturfeld und den Reaktionsfortschritt innerhalb des Betts an typischen Rostgeometrien (Vor- und Rückschubrost) untersucht.

通过对运输基础设施和运输费用的调查，我们确定了运输项目的可行性，并确定了运输费用在运输费用中的比例。因此，在分析模型的基础上，首先采用三维CFD模拟技术，建立了一种三维局部定向方法（离散元法，DEM）。Hierzu sind die Modelle für die Wärmetransport- und Reaktionsvorgänge auf Partikelebene weiter zu entwickeln，um die wesentlichen thermischen and physikalisch-chemischen Effekte so rechenzeitefizient abzubilden，dass greße Partikelsysteme beherrschbar bleiben.在DEM模拟中，Hausmüllschüttungen代表了Brennstoff的一个固有部分（Kugeln）。利用Kugeln对Abfall Schüttwinkel特征的再现性和对Rost nachzubilden的修正，韦尔登通过一种特殊的Adhäsionsmodell近似，确定模型参数和一个模型的Messungen的本征值，从而韦尔登。本文通过数值模拟对影响力和影响力的参数进行了灵敏度分析，得到了局部应力场的温度场和Betts方程的内部应力场，并对典型的Rostgeometrien（Vor- und Rückschubrost）进行了数值模拟。

项目成果

Simulating municipal solid waste incineration with a DEM/CFD method – Influences of waste properties, grate and furnace design

• DOI: 10.1016/j.fuel.2017.06.037
• 发表时间: 2017-10
• 期刊: Fuel
• 影响因子: 7.4
• 作者: F. Wissing;S. Wirtz;V. Scherer

DEM/CFD modeling of the fuel conversion in a pellet stove

• DOI: 10.1016/j.fuproc.2016.06.005
• 发表时间: 2016-11
• 期刊: Fuel Processing Technology
• 影响因子: 7.5
• 作者: J. Wiese;F. Wissing;D. Hoehner;S. Wirtz;V. Scherer;Ursula Ley;Hans Martin Behr

Heat transfer in indirect heated rotary drums filled with monodisperse spheres: Comparison of experiments with DEM simulations

• DOI: 10.1016/j.powtec.2015.07.022
• 发表时间: 2015-12
• 期刊: Powder Technology
• 影响因子: 5.2
• 作者: H. Komossa;S. Wirtz;V. Scherer;F. Herz;E. Specht

Coupled DEM/CFD simulation of heat transfer in a generic grate system agitated by bars

• DOI: 10.1016/j.powtec.2013.08.043
• 发表时间: 2013-11
• 期刊: Powder Technology
• 影响因子: 5.2
• 作者: S. Rickelt;F. Sudbrock;S. Wirtz;V. Scherer