Temat drugi (O2/T2)

„Procesy ekologicznego spalania w urządzeniach energetycznych, także z wykorzystaniem biomasy”, obejmuje dwa zadania:

Zadanie 1: Modele procesów proekologicznego spalania w urządzeniach energetycznych.

Zadanie pierwsze wykonywane jest przez Zakład O2/Z3, który wyspecjalizował się w konstruowaniu modeli matematycznych zjawisk zachodzących w przepływach turbulentnych mieszanin z reakcjami chemicznymi w warunkach złożonego transportu ciepła, masy, entropii i elektryczności, oraz w implementowaniu tych modeli do komercyjnych kodów numerycznych. Wszystkie testy kalibrujące i obliczenia prowadzone są na geometriach rzeczywistych urządzeń energetycznych. Specyfiką tej tematyki badawczej jest integralne podejście do modelowania, wymagające łącznego opisu wymiany masy, pędu, ciepła w ciele stałym (konstrukcji) i w płynie (czynniku roboczym). Dlatego rozwijane są modele 3D dla CFD i CSD tak zorientowane, aby można było za ich pomocą opisać pracę złożonych współczesnych konstrukcji, takich jak ogniwa paliwowe SOFC, reaktory do zgazowania węgla i biomasy, czy też przebieg takich zjawisk fizycznych, jak tlenowe spalanie w palniku wirowym, bezpłomieniowe spalanie w rekuperacyjnych palnikach turbiny gazowej, niskoemisyjne spalanie w palnikach pyłowych, spalanie w nadkrytycznym cyrkulacyjnym kotle fluidalnym, etc.

Wizualizacja linii prądu w króćcu wylotowym

Zadanie 2: Transport energii i spalanie w przepływie z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii.

Zadanie drugie, realizowane w Zakładzie O2/Z4, obejmuje badania, które z jednej strony mają na celu zbadanie i opis przemian fizykochemicznych związanych z energetycznymi procesami przetwarzania biomasy w trakcie procesów pirolizy, odgazowania i spalania, a z drugiej strony mają służyć optymalizacji urządzeń i procesów do produkcji ciepła i paliw. Optymalizacja dotyczy różnego rodzaju kotłów i palników oraz reaktorów do zgazowania i pirolizy biomasy. Prace skupiają się więc wokół następujących zagadnień podstawowych: analizy i modelowania procesu pirolizy biomasy i węgla kamiennego, modelowania procesu spalania cząstek biomasy i węgla, opisu i modelowanie zjawisk fizykochemicznych w upakowanym złożu biomasy lub węgla, oraz problemów utylitarnych, jak np. modelowanie procesu zgazowania biomasy w zgazowarce, modelowanie procesu spalania w małym kotle na biomasę i inne tego typu zagadnienia.