Simulace výpočtové dynamiky tekutin v návrhu, optimalizaci a identifikaci chyb technologií pro termické zpracování odpadů

Computational fluid dynamic simulations in thermal waste treatment technology - Design, optimisation and troubleshooting

journal article - other

en

The present work provides three case studies featuring applications of computational fluid dynamics (CFD) in the area of thermal waste treatment (TWT). The purpose of the paper is to demonstrate the benefits offered by simulations in TWT technology in the design, optimisation and troubleshooting of those systems. The case studies deal with practical problems, namely a performance evaluation of a fabric filter bag with an add-on Venturi nozzle, the design optimisation of flow homogenising vanes in a heat exchanger, and finally troubleshooting in a novel volatile organic compound (VOC) treatment unit. Each case study includes an outline of the modelling approach and summary of the most important results. The flow analyses are performed using standard methods implemented in the commercial software code FLUENT. The case study on design optimisation combines decision support in the selection of the best conceptual solution and an automatic shape optimisation using the commercial code SCULPTOR. The results clearly show the usefulness and applicability of the CFD computations in the area of thermal waste treatment.

Tato práce prezentuje tři případové studie, které se zabývají aplikacemi výpočtové dynamiky tekutin (CFD) v oblasti termického zpracování odpadů (TWT). Cílem článku je demonstrace přínosů, nabízených simulacemi v oboru TWT při navrhování, optimalizaci a odstraňování provozních problémů v těchto systémech. Případové studie se zabývají praktickými úlohami, jmenovitě vyhodnocením funkčnosti rukávce látkového filtru s přidanou Venturiho dýzou, optimalizací geometrie homogenizačních vestaveb spalinovodu a konečně identifikací příčin provozních problémů v prototypu nové jednotky pro zpracování těkavých organických látek. Každá z případových studií zahrnuje hlavní informace o použitém přístupu při modelování a shrnutí nejdůležitějších výsledků. Analýzy proudění jsou vykonány s využitím standardních metod implementovaných v komerčním programu FLUENT. Případová studie o optimalizaci geometrie navíc kombinuje podporu rozhodování při výběru nejlepší koncepce a automatickou tvarovou optimalizaci s popužitím programu SCULPTOR. Výsledky jasně ukazují užitečnost a aplikovatelnost CFD výpočtů v oblasti termického zpracování odpadů.

The present work provides three case studies featuring applications of computational fluid dynamics (CFD) in the area of thermal waste treatment (TWT). The purpose of the paper is to demonstrate the benefits offered by simulations in TWT technology in the design, optimisation and troubleshooting of those systems. The case studies deal with practical problems, namely a performance evaluation of a fabric filter bag with an add-on Venturi nozzle, the design optimisation of flow homogenising vanes in a heat exchanger, and finally troubleshooting in a novel volatile organic compound (VOC) treatment unit. Each case study includes an outline of the modelling approach and summary of the most important results. The flow analyses are performed using standard methods implemented in the commercial software code FLUENT. The case study on design optimisation combines decision support in the selection of the best conceptual solution and an automatic shape optimisation using the commercial code SCULPTOR. The results clearly show the usefulness and applicability of the CFD computations in the area of thermal waste treatment.

výpočtová dynamika tekutin, odpad, termické zpracování, spalování, tvarová optimalizace, odstraňování provozních problémů

CFD; Waste; Thermal treatment; Incineration; Design optimisation; Troubleshooting

2008

01.05.2008

Elsevier

Amsterdam

0360-5442

Energy

33

6

930–941

12