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Erstellung eines Modells der Verbrennung von Abfall auf Rostsystemen unter besonderer Berücksichtigung der Vermischung: Ein Beitrag zur Simulation von Abfallverbrennungsanlagen
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Wolf, Christian |
| Copyright Year | 2005 |
| Abstract | Bei der Projektierung und der Optimierung von Abfallverbrennungsanlagen mit Rostsystemen nimmt der Einsatz von computerunterstutzten Methoden zu. Dabei erreicht die Simulation der Stromungszustande (CFD-Modellierung; Computational Fluid Dynamics) aktuell einen besonderen Stellenwert, da viele Betriebsprobleme eng mit Stromungsphanomenen verwoben sind. Der Vorgabe von hinreichend genauen brennbettseitigen Randbedingungen zur Parametrierung der CFD-Modelle kommt dabei eine grose Bedeutung zu, um eine Ubertragbarkeit der Ergebnisse in die Praxis zu gewahrleisten. Dafur bereits bestehende Modelle zur Erzeugung dieser Randbedingungen weisen aber vielfach Vereinfachungen auf. Als Ergebnis der vorgelegten Arbeit ist eine Modellvorstellung formuliert und validiert worden, die in der Lage ist, auf Basis der aktuell verfugbaren Erkenntnisse sowie Moglichkeiten und in Verbindung mit einer Stromungssimulation, zu belastbaren Ergebnissen mit hoher Praxisrelevanz zu gelangen. Die Modellvorstellung berucksichtigt basierend auf einer Systemanalyse die wesentlichen Einflussfaktoren, wobei die Faktoren Vermischungsleistung und Transportverhalten aus technischer Sicht als am Bedeutendsten identifiziert worden sind. Die erarbeitete Modellvorstellung erweitert nun die bekannten Modellansatze dahingehend, dass die charakteristischen Merkmale der Abfallverbrennung wie beispielsweise die geometrischen Verhaltnisse der Brennkammer Berucksichtigung finden. Erganzend dazu wird eine dreidimensionale Abbildung eingefuhrt, um auch in der Rosttiefe (bzw. –breite) Temperatur- und Konzentrationsprofile nachbilden und realisieren zu konnen. Die Uberprufung der Verfugbarkeit von notwendigen Parametern ergab dabei, dass es zahlreiche zu nutzende (teilweise empirische) Teilmodelle gibt, die einbezogen werden konnen. Die Implementierung der Modellvorstellung in eine Entwicklungs- und Losungsumgebung wurde in Microsoft® EXCEL® vorgenommen. Damit wird die Anforderung erfullt, dass das Modell transparent ein- und ubersehbar ist. Zudem verfugt das Programm uber unterstutzende Ressourcen, die eine Programmierung und Losung der Modellgleichungen erleichtern. Erganzend wird auch die Visualisierung der Ergebnisse erleichtert. Die Verknupfung der Modellvorstellung mit einem CFD-Modell findet dabei uber einen zeitlich versetzten Austausch von benotigten Parametern statt, bei dem die jeweiligen Modelle ohne kontinuierliche Verknupfung berechnet werden. Eine abschliesende Parameterstudie wichtiger Designelemente von Abfallverbrennungsanlagen (Rostart, Feuerraumgestaltung, Luftuberschuss) zeigt deutliche, prozessbedingte Unterschiede auf, die in der jeweiligen Ausgestaltung begrundet liegen. Die Modellvorstellung prognostiziert zwar ahnliche Ergebnisse bezogen beispielsweise auf die Rostaschequalitat, doch der (Prozess-)Weg dahin weist gravierende Unterschiede (beispielsweise Temperatur- und Gasspeziesfreisetzungsprofil) auf. Diese Feinheiten konnen fur weitergehende Designansatze zur Verbesserung des allgemeinen Betriebsverhaltens genutzt werden. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-13165/Diss_Wolf.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
