Az ipari gázégők fejlesztése során a mérnöknek számos szempontot kell figyelembe vennie. Talán a két legfontosabb a stabil működés biztosítása, azaz a láng folyamatos megtartása és a nitrogén oxidokban (NOx) szegény működés. Más szavakkal az első a termék megbízhatóságát, míg a második szempont a környezetbarát működését jelenti. A gázégő CFD szimuláció segítségével mindkét szempont teljesülését követni lehet, ha megvizsgáljuk a levegő és a tüzelőanyagul szolgáló földgáz keveredési viszonyait.
A gázégő CFD szimuláció többet mutat, mint egy prototípus kísérlet
A CFD analízis során bármikor betekinthetünk az égő belsejébe, metszősíkokkal szabdalhatjuk annak érdekében, hogy minél többet megtudjunk a geometria működésre gyakorolt hatásáról.
Ebben a szimulációs sorozatban több égő típus esetén vizsgáltuk az égőben és közvetlen környezetében lezajló levegő-földgáz keveredési viszonyokat. Az alábbi videó mutatja be, hogyan is zajlik egy ilyen vizsgálat.
A láng színének jelentése van
Egy égőt meglehetősen nehéz működés közben közelről tanulmányozni. Ez természetesen a termék és a működés jellegéből adódik. A gyártók prototípus teszteket szoktak végezni úgy, hogy a lángot a hegesztő pajzsban lévőhöz hasonló üveg mögül nézik és azt figyelik, hogy a lángnak milyen színe van, illetve hogy a különböző színű láng elemek milyen hosszúak. Attól függően, hogy a láng előkevert, vagy diffúz, más színe lesz.
Erről tüzeléstan professzorom rengeteget tudna mesélni, de a lényeg, hogy a diffúzió lassú folyamat, az oxigén csak diffúzió útján keveredik a metán molekulákkal. A lángot az izzó koromrészecskék festik sárgára. Ahogy az előkeverés mértéke egyre javul, a láng kékes színűvé válik. Az látszik tehát, hogy a tüzelőanyag és a levegő keveredésének kulcs szerepe van, a fizikai kísérletek során is ezt figyelik a szakemberek. És ezt figyeljük mi a CFD szimuláció eredményeinek értékelésekor.
A fizikai kísérletek úgy zajlanak, hogy megépítenek több prototípust, ha a gyártó ügyes, azt is meg tudja oldani, hogy a konkurencia termékét meg tudja vizsgálni a saját laborjában. Nem kell felháborodni, ez teljesen bevett gyakorlat, mindenki ezt csinálja. Szóval, megnéznek több geometria változatot, a füstgáz összetételét is megmérik és a kedvező kibocsátási adatokat összevetik a láng alakjával, színével és a saját tapasztalataikkal. Ezek alapján pedig folyik tovább a fejlesztés.
Csakhogy a prototípusok építése lassú, drága és ha valamelyik nem jól sikerül, át kell alakítani vagy újat kell legyártani. Ezzel ellentétben egy új égő CAD modellje sokkal gyorsabban elkészül, és a szimulációt rögtön el lehet kezdeni.
Ipar berendezések CFD szimulációjával kapcsolatos kérdéseivel forduljon hozzánk bizalommal. Vegye fel velünk a kapcsolatot itt.
Dr. Dúl Róbert