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CFD Simulation der Strömungs

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www.iwt.tugraz.at
Leiter: Univ.-Prof. Dr. Christoph Hochenauer
Technische Universität Graz
Institut für Wärmetechnik
Jänner 15
Masterarbeit
CFD Simulation der Strömungs- und Temperaturverteilung im Wassermantel eines Biomassekessels
Hintergrund: In modernen Biomassekesseln werden
unterschiedlichste erneuerbare Brennstoffe unter Zufuhr
von Luft nahezu vollständig verbrannt. Je nach Brennstoff
und Feuerungsart werden dabei Temperaturen von 900 bis
1300°C erreicht. Die Energie der heißen Rauchgase wird
über einen Wasser führenden Kesselmantel und über
einen nachgeschalteten Wärmeübertrager an ein
Wärmeverteilsystem abgegeben.
Aufgrund ungenügend guter Durchströmung der
Wärmeübertrager können kritische Werte für die
Wärmestromdichte erreicht/überschritten werden und es
entsteht lokal Blasensieden. Dampfblasenbildung im
Strömungsgebiet von Biomassekesseln ist unerwünscht
(Funktionsstörungen,
Geräuschprobleme,
Materialermüdung usw.) und muss vermieden werden.
Mithilfe von CFD kann die Fluidströmung im
Wassermantel/Rauchgaswärmetauscher optimiert werden.
Die Entstehung von lokalen „Hot-Spots“ wird verhindert.
High
Wassergeschwindigkeit
Low
Wassertemperatur
Inhalte der Arbeit:
• CFD Simulation der Strömungs- und Temperaturverteilung in einem Biomassekessel
• Geometrieerstellung, Netzgittergenerierung, Netzgitterunabhängigkeitsstudie
• Simulation unter Verwendung verschiedener Randbedingungen an der Kesselwand
(Wärmeübergang/Wärmeleitung Kesselstahl (Rußbelag), Gasströmung im Feuerraum, usw.)
• Simulation mit unterschiedlichen Modellansätzen (z.B. Blasensieden)
• Umsetzung der Ergebnisse aus CFD
• Bestimmung der „Hot Spots“ im Wassermantel (Vermeidung von Blasensieden)
• Auffinden der Bereiche mit kritischer Wärmestromdichte
• Entwicklung von Ansätzen zur Verbesserung der Temperatur- und Strömungsverteilung im
Biomassekessel
• Abschließende Zusammenfassung und Darstellung der Ergebnisse in Form einer Masterarbeit
Beginn:
Dauer:
Arbeitsort:
Bezahlung:
ehest möglich
ca. 6 Monate
@ IWT, TU Graz bzw. @ home
gegeben
Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Christoph Hochenauer
Institut für Wärmetechnik - TU Graz
Institut für Wärmetechnik
Inffeldgasse 25/B, 8010 Graz
Technische Universität Graz
Tel. +43 316
- 7301
Inffeldgasse
25 B,873
A-8010
Graz,
christoph.hochenauer@tugraz.at
Österreich,
www.iwt.tugraz.at
.
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Kategorie
Gesundheitswesen
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