19.02.2023 - 10:07:55

14.03.2023

Exhaust Gas Recirculation (EGR) analysis of a swirl-stabilized pulverized coal flame with focus on NOx release using FPV-LES

In this study, highly-resolved FPV-LES are performed to investigate the combustion characteristics and the NOx-formation of a swirl-stabilized pulverized coal flame.

Two ways to determine NO species are investigated.
1. In a first approach, NO species is directly extracted from the flamelet library, leading to an overprediction of the experiments by a factor > 3.
2. In a second approach, an additional transport equation for NO is solved, in which the reaction source term is split into a formation and a rescaled consumption part.

The second approach better accounts for forward- and backward reactions of NO, resulting in a much better prediction of experimental data. This work is a collaboration with the University of Stuttgart.

In dieser Studie werden hochaufgelöste FPV-LES durchgeführt, um die Verbrennungseigenschaften und die NOx-Bildung einer drallstabilisierten Kohlenstaubflamme zu untersuchen.

Es werden zwei Ansätze zur Berechnung der NO-Spezies untersucht.
1. In einem ersten Ansatz wird die NO-Spezies direkt aus der Flamelet-Bibliothek extrahiert, was zu einer Überschätzung der Experimente um einen Faktor > 3 führt.
2. In einem zweiten Ansatz wird eine zusätzliche Transportgleichung für NO gelöst, in der der Reaktionsquellenterm in einen Bildungs- und einen reskalierten Verbrauchsterm zerlegt wird.

Der zweite Ansatz ermöglicht eine bessere Betrachtung der Hin- und Rückreaktionen von NO, was zu einer wesentlich besseren Vorhersage der experimentellen Daten führt. Bei dieser Arbeit handelt es sich um eine Zusammenarbeit mit der Universität Stuttgart.

Paper link: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127939