Gasphasenreaktionen und Emissionen

Eddy Break-Up Modelle (EBU), wie das in der Regel verwendete, einfache und numerisch robuste Eddy Dissipation Model (EDM), sind die am weitesten verbreiteten Verbrennungsmodelle. Das Eddy Dissipation Concept (EDC) ist eine erweiterte Version des EDM, mit dem detaillierte Reaktionskinetik in turbulente Strömungen integriert werden kann. Die Area Modellierung und Simulation hat in Zusammenarbeit mit der TU Graz ein NOx-Postprozessor-Modell für Biomassefeuerungsanlagen basierend auf dem EDC und reduzierten bzw. detaillierten Reaktionsmechanismen entwickelt.

Die EBU-Modelle wurden für hochturbulente Strömungen entwickelt. In kleinen Biomassefeuerungsanlagen und dem Bereich oberhalb des Brennstoffbettes wird die Durchmischung aber stark von laminaren und moderat turbulenten Zonen beeinflusst. Daher wurde ein Gasphasen-Reaktionsmodell für laminare bis hochturbulente Strömungen entwickelt (Hybrid-Modell). Darüber hinaus wurde ein Strähnenmodell entwickelt, das den Einfluss der bei der Durchströmung des Brennstoffbetts gebildeten Gassträhnen auf Durchmischung und Reaktionsraten berücksichtigt. Derzeit werden CFD-Modelle für die Bildung und Zerstörung von PAK (Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe) und Ruß entwickelt.

CFD-Gasphasenreaktionen.pngBeispiel für die Kopplung des Hybridmodells und des Strähnenmodells mit einem NOx-Reaktionsmechanismus und Test für eine 20 kW Pelletfeuerung [Shiehnejad-2015]

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