Entwicklung und Anwendung mathematischer Modelle für die Erfassung der Strömungsvorgänge in gasbeheizten industriellen Feuerungen

In vie len Bereichen der Technik und Naturwissenschaften ge winnt der Einsatz mathematisch-numerischer Methoden immer mehr an Bedeutung. Bei den Grundgleichungen der Stromungsmechanik - und Stro mungsvorgange sind ein wesentliches Charakteristikum des Be triebs einer jeden Brennkammer- oder Feuerungsanlage - han delt es sich im allgemeinen um partielle Differentialglei chungen, bei denen es nur in seltenen Fallen gelingt, die allgemeine Losung anzugeben. Deshalb muB man sich in der Re gel damit begnugen, nur spezielle LOsungen zu suchen [1]. Die in der jungsten Zeit zu beobachtende rasche Entwicklung lei stungsfahiger Rechenanlagen hat im Hinblick auf die Stromungs mechanik zu einer fast als eigenstandig anzusehenden Diszi plin, die mit dem Begriff numerische Methode der Fluiddynamik zu umreiBen ist (Holt [2], Roache [3]), gefuhrt. Der vorliegende Forschungsbericht beschaftigt sich im Rahmen der numerischen Behandlung von Stromungen in Feuerraumen bzw. Feuerraummodellen mit Anwendungsbeispielen dieses Arbeitsge bietes. Analog zur Vorgehensweise in der industriellen Praxis, wo auf Grund bewahrter Ahnlichkeitsvorstellungen isotherme physika lische Stromungsmodelle von Feuerungen existieren, wurde ein mathematisches isothermes Stromungsmodell entwickelt.

Klappentext

In vie len Bereichen der Technik und Naturwissenschaften ge­ winnt der Einsatz mathematisch-numerischer Methoden immer mehr an Bedeutung. Bei den Grundgleichungen der Stromungsmechanik - und Stro­ mungsvorgange sind ein wesentliches Charakteristikum des Be­ triebs einer jeden Brennkammer- oder Feuerungsanlage - han­ delt es sich im allgemeinen um partielle Differentialglei­ chungen, bei denen es nur in seltenen Fallen gelingt, die allgemeine Losung anzugeben. Deshalb muB man sich in der Re­ gel damit begnugen, nur spezielle LOsungen zu suchen [1]. Die in der jungsten Zeit zu beobachtende rasche Entwicklung lei­ stungsfahiger Rechenanlagen hat im Hinblick auf die Stromungs­ mechanik zu einer fast als eigenstandig anzusehenden Diszi­ plin, die mit dem Begriff numerische Methode der Fluiddynamik zu umreiBen ist (Holt [2], Roache [3]), gefuhrt. Der vorliegende Forschungsbericht beschaftigt sich im Rahmen der numerischen Behandlung von Stromungen in Feuerraumen bzw. Feuerraummodellen mit Anwendungsbeispielen dieses Arbeitsge­ bietes. Analog zur Vorgehensweise in der industriellen Praxis, wo auf Grund bewahrter Ahnlichkeitsvorstellungen isotherme physika­ lische Stromungsmodelle von Feuerungen existieren, wurde ein mathematisches isothermes Stromungsmodell entwickelt.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Problemstellung und Zielsetzung.- 3. Grundlagen Literaturübersicht.- 4. Mathematisch-numerisches Modell zur Simulation isothermer Feuerraumströmungen.- 5. Mathematisches Modell in der praktischen Erprobung.- 6. Beispiel des Einsatzes eines einfachen Freistrahlmodells in ein komplexes numerisches Modell zur genaueren Berechnung des brennernahen Gebietes.- 7. Zusammenfassung.- 8. Schrifttum.- 9. Verzeichnis der Bilder und Tafeln.- 10. Bild- und Tafelanhang.