Численное исследование оптимизации арочной конструкции печей для сжигания твердых бытовых отходов
Аннотация
С ускорением урбанизации утилизация бытовых отходов становится все более актуальной проблемой. Традиционные методы захоронения и переработки компоста уже не могут удовлетворить потребности в переработке отходов, а технология сжигания отходов находит все более широкое применение в городских условиях как способ обработки отходов из-за ее эффективных, безопасных и безвредных характеристик.
В настоящее время наиболее широко используемым оборудованием для сжигания отходов в мире является мусоросжигательная печь с механической решеткой. По сравнению с другими типами мусоросжигательных устройств, мусоросжигательные печи с механической решеткой имеют много преимуществ, таких как безопасное и надежное сжигание, отработанная технология, однократное сжигание большой емкости, без предварительной обработки поступающих отходов, высокая степень автоматизации и низкие эксплуатационные расходы.
Из-за сложной конструкции мусорной печи и множества влияющих факторов человеческие и материальные ресурсы, необходимые для проведения холодных и горячих экспериментов с прототипами и моделями, довольно велики. Численном моделировании относительно сложного поля скоростей печи и дает удовлетворительные результаты. Влияние шести основных режимных факторов делает аэродинамическое поле в печи-утилизаторе разнообразным. Были проведены численные исследования, в результате которых было получено пять типичных рабочих условиях. С помощью моделирования в ПО Fluent можно дополнительно определить распределение потока внутри печи и проанализировать соответствующую величину скорости и контура потока. Анализ пяти различных рабочих условий показал, что при рабочем угле заднего свода 25° поток воздуха в топке распределяется равномерно, а высокотемпературный дымовой газ представляет собой идеальный «L-образный поток». При такой конструкции задней арки воздушный поток может проникать глубоко в область передней арки, что приводит к хорошему Т-образному горящему пламени.
В настоящее время наиболее широко используемым оборудованием для сжигания отходов в мире является мусоросжигательная печь с механической решеткой. По сравнению с другими типами мусоросжигательных устройств, мусоросжигательные печи с механической решеткой имеют много преимуществ, таких как безопасное и надежное сжигание, отработанная технология, однократное сжигание большой емкости, без предварительной обработки поступающих отходов, высокая степень автоматизации и низкие эксплуатационные расходы.
Из-за сложной конструкции мусорной печи и множества влияющих факторов человеческие и материальные ресурсы, необходимые для проведения холодных и горячих экспериментов с прототипами и моделями, довольно велики. Численном моделировании относительно сложного поля скоростей печи и дает удовлетворительные результаты. Влияние шести основных режимных факторов делает аэродинамическое поле в печи-утилизаторе разнообразным. Были проведены численные исследования, в результате которых было получено пять типичных рабочих условиях. С помощью моделирования в ПО Fluent можно дополнительно определить распределение потока внутри печи и проанализировать соответствующую величину скорости и контура потока. Анализ пяти различных рабочих условий показал, что при рабочем угле заднего свода 25° поток воздуха в топке распределяется равномерно, а высокотемпературный дымовой газ представляет собой идеальный «L-образный поток». При такой конструкции задней арки воздушный поток может проникать глубоко в область передней арки, что приводит к хорошему Т-образному горящему пламени.