Περίληψη: | Τα φαινόμενα της καύσης, διατηρούν έως σήμερα βασικό ρόλο σε πληθώρα εφαρμογών, όπως παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μεταφορές, οικιακή θέρμανση κλπ. Συνεπώς η βελτιστοποίηση αυτών των διατάξεων αποτελεί βασικό κομμάτι επιστημονικής έρευνας. Η συγκεκριμένη έρευνα, εστιάζει ως επί το πλείστον σε δύο βασικούς τομείς: Την μείωση του κόστους παραγωγής ενέργειας καθώς και την ελαχιστοποίηση των εκπεμπόμενων ρύπων, οι οποίοι είναι βλαβεροί τόσο για τον άνθρωπο, όσο και για το περιβάλλον.
Όσον αφορά τα υγρά καύσιμα, μια βασική μεθοδολογία που έχει κατά καιρούς προταθεί και μελετηθεί, αποτελεί η εξάτμιση του καυσίμου πριν αυτό εισέλθει στον εκάστοτε θάλαμο καύσης. Με αυτόν τον τρόπο, η ουσία εισέρχεται απευθείας σε αέρια φάση με αποτέλεσμα η απόδοση της διεργασίας της καύσης να είναι υψηλότερη, ενώ παράλληλα περιορίζεται και ο αριθμός των εκπεμπόμενων ρύπων, όπως ΝΟx, SOx, CO κλπ.
Στην συγκεκριμένη εργασία, γίνεται μια προσπάθεια παρουσίασης των βασικών βημάτων που λαμβάνουν χώρα, προκειμένου να καταστρωθεί μια υπολογιστική προσομοίωση, με στόχο την αύξηση της απόδοσης της καύσης της απόδοσης της καύσης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στα μοντέλα τύρβης, από τα οποία ο χρήστης μπορεί να επιλέξει αυτό που προσομοιώνει καλύτερα το εκάστοτε φαινόμενο.
Επιπλέον, η εργασία αυτή εστιάζει και στις διφασικές ροές σταγονιδίων – αέρα, στο θεωρητικό υπόβαθρο που απαιτείται για την κατανόησή τους, καθώς και στα υπολογιστικά μοντέλα τα οποία προσομοιάζουν την συμπεριφορά τους. Αξίζει επίσης να σημειωθεί, ότι γίνεται αναφορά σε φαινόμενα εξάτμισης υγρών σταγονιδίων, ενώ πραγματοποιείται παρουσίαση των θεωρητικών μοντέλων που προσομοιάζουν την παραπάνω διεργασία.
Τέλος, ας σημειωθεί ότι ενώ οι παραπάνω μεθοδολογίες προσομοίωσης μπορούν να εφαρμοστούν σε κάθε διαθέσιμο πακέτο υπολογιστικής ρευστοδυναμικής, στα πλαίσια της συγκεκριμένης εργασίας γίνεται χρήση του υπολογιστικού πακέτου Fluent της εταιρίας ANSYS.
|