This study was conducted to investigate the effect of absorption coefficient models on the P1 radiation model for a premixed hydrogen flame containing the water vapor. A CFD combustion simulation analysis was performed using XiFoam, one of the open-source CFD solvers in OpenFOAM. The solver using the flamelet combustion model has been modified to implement radiative heat transfer. The absorption coefficient models used in this study the grey-mean model and constant model, and for comparison, case without radiation was added. This CFD simulation study consisted of benchmarking the THAI HD-15 and HD-22 experiments. The difference between the two tests is the inclusion of water vapor in the condition before ignition. In the case of the HD-22 experiment containing water vapor in the initial condition, the simulation results show that the grey-mean absorption coefficient model has a strong influence on the temperature decrease of the flame and on the change in pressure inside the vessel.
In this study we propose an unsteady I-dimensional model of bed combustion with multiple solid phases, which confers a phase on each solid material. This model can be applied to a variety of bed combustion cases of various configurations and ignition methods. It contains fuel combustion, gaseous reaction, heat transfers between each phase, and geometric changes of the solid particles. An iron ore sintering pot is selected for verifying the model validity and simulation results are compared with the limited experimental data set of various coke contents and air supply rates. They predict the experimental results well and show applicabilities to the various system of the fuel bed with various solid materials.
In this study, thermoacoustic analysis model was developed in order to predict both eigenfrequencies and initial growth rate of combustion instabilities for lean premixed gas turbine combustors. As a first step, a model combustor and nozzle were selected and analytical linear equations for thermoacoustic waves were derived for a given combustion system. Then, methods showing how the equations can be used for analysis of the combustion instability were suggested. It was found that the prediction results showed a good agreement with the measurements. However, there were some limitation in growth rate predictions, which were related with over-simplification of flame structure, acoustic boundary conditions, and temperature distribution in the combustor.
In this work, numerical parametric studies on spray combustion have been conducted. In simulation of turbulence, RNG ${\kappa}-{\varepsilon}model$ is adopted. Initial spray distribution is specified by Rosin-Rammler distribution function. Eddy break-up model is adopted as a combustion model. The parameters considered are inlet air temperature, swirl number, and SMD. With higher inlet air temperature, the axial velocities are increased and penetration of primary jet is stronger than that of lower inlet air temperature and temperature at the exit of combustor is more uniform. Combustion efficiency is improved with high inlet air temperature. The effect of swirl number on flow field is not significant. It affect only recirculation zone. So temperature at upstream of combustor is influenced. Combustion efficiency deteriorate as SMD of fuel spray increase.
The purpose of this study is to investigate the combustion emission characteristics by the effect of secondary air injection and variation of the excess air ratio in combustion field of model gas turbine combustor. For this purpose, mean temperature, CO, $CO_2$, $O_2$ and HC concentrations were measured by changing excess air ratio and secondary air injection. As a result of this study, mean temperature was decreased and CO, HC emission increased by increasing the excess air ratio of secondary air. Therefore, this results showed the secondary air injection effected strongly on the flame structure and combustion emission characteristics.
LES results of turbulent premixed combustion flows are introduced by using the dynamic sub-grid scale model based on G-equation describing the flame front propagation. The turbulent premixed combustion flows around bluff body and over backward facing step are analyzed to validate present formation. LES of swirling partially premixed combustion flame is also performed to conform the predictive capabilities of LES model and to prompt our understanding for the combustion flows over double cone swirl burner combustor by using CFD-ACE+ commercial code.
Mild combustion or Flameless oxidation(FLOX) have been considered as one of the most prospective clean-combustion technologies to meet both the targets of high process efficiency and low pollutant emissions. A mild combustor with high air preheating and strong internal exhaust gas recirculation is characterized by relatively low flame temperature, low NOx emissions, no visible flame and no sound. In this study, the Steady Flamelet Approach has been applied to numerically analyze the combustion processes and NOx formation in the mild combustor. The detailed discussion has been made f3r the basic characteristics of mild combustor, numerical results and limitation of the present combustion modeling.
The diesel pre-heater has being used in cabin heating and coolant heating of engine to reduce the engine warm up time for commercial vehicle. The pre-heaters are classified as diesel spray combustor and it forms diffusion flame. By using swirler, a recirculation flow of hot product gases is established near the fuel nozzle and it helps the maintaining of diffusion flame. The design difference of swirler can affect on reaction characteristics and temperature distribution inside pre-heater. The purpose of this study is the investigation of the effect of swirler configuration on combustion characteristics. To solve spray combustion problem, the Euler-Lagrange approach discrete model is used to track droplet trajectory and evaporation history. The PDF equilibrium model is used for chemical reaction model. These models are implemented into the FLUENT code.
A numerical analysis of the mathematical model for fluidized bed coal combustion has been performed. Based on the physical nature of the specific surface variation due to the decreasing of coal particle diameter according to the combustion process, the modified model which has been added the specific surface variation to the S.ENDRENYI and B.PALANCZ's mathematical model was established in this study. From the numerical analysis of these two models, it was found that the perfect combustion time is increasing largely at least 5 seconds in the modified model in comparison with that of the S.ENDRENYI and B.PALANCZ's model, and the bed temperature and the coal particle surface temperature during the main combustion period represent constant with time in the S.ENDRENYI and B.PALANCZ's model, on the other hand, these properties are decreasing linearly with time in the modified model.
This paper describes numerical study of combustion characteristics in CNG(compressed natural gas) DI(direct injection) engine using gaseous sphere injection model. Simulations were conducted using KIVA-3V Release 2 code. Gaseous sphere injection model, which is modified model of liquid fuel injection, was used to simulate the CNG direct injection. Until now, a very fine mesh smaller than the injector nozzle has been required to resolve the gas-jet inflow boundary. However, the gaseous sphere injection model simulates gaseous fuel injection using a coarse mesh. This model injects gaseous spheres as in liquid fuel injection and the gaseous spheres evaporate together without the latent heat of evaporation. Therefore, it does not require a very fine mesh and reduce calculation time. Combustion simulation were performed under various injection timings and injection pressures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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