반응 흐름 및 연소

반응 흐름 및 연소 화학을 이해하고 예측하는 것은 운송, 에너지 생성 및 재료 처리와 같은 다양한 산업에서 경쟁력 있는 제품을 개발하는 데 매우 중요합니다. 연소 화학과 물리학을 알면 가스 터빈, 보일러 및 내연기관 엔진의 설계자가 에너지 효율과 연료 유연성을 높이고 배출가스를 줄일 수 있습니다. 마찬가지로, 반응 흐름은 높은 처리량의 재료 및 화학 공정 설계를 위한 열쇠이며, 최소한의 부산물 및 폐기물과 함께 높은 수율과 품질이 필요합니다. 리튬 이온 배터리, 연료 전지 및 여러 제품들의 개선을 위해서는 근간을 이루고 있는 물리학과 화학에 대한 이해 또한 중요합니다.

대개 화학 반응 종, 난류 및 방사의 대규모 네트워크를 포함하여 복잡한 형상, 경계 조건 및 물리학을 갖춘 시스템으로 구성되기 때문에 이러한 반응 흐름 및 연소 해석 제품의 설계를 최적화하는 것은 어렵습니다. 오늘날 단축된 설계 주기로 인해 여러 회의 설계 및 테스트 반복이 허용되지 않는 점을 고려할 때, 성능 검증을 위해 물리적 테스트에만 의존하는 것은 실행 가능한 옵션이 아닙니다. 또한 물리적 테스트를 통해 제공되는 진단 정보는 프로세스를 이해하는 데 중요한 영역에 센서를 배치 할 수 없기 때문에 종종 제한이 있습니다.

새로운 기능: 검증된 모멘트법(MoM) 수트 모델

모멘트법(MoM) 수트 모델은 가스 터빈 연소 시뮬레이션에서 수트 형성에 대해 신뢰할 수 있는 추세 예측을 제공합니다. 여러 표준 테스트 사례에서 검증되었으며 실험 데이터와 대부분 일치합니다. 적절한 전구물질을 선택하는 것은 수트 ​​모델의 중요한 부분입니다. 당사의 검증 연구에서 전구물질 권장 사항을 제공합니다. 모델의 견고성과 정확성은 산업용 가스 터빈 연소기에서도 입증되었습니다. Ansys Fluent의 FGM 연소 모델과 결합할 경우 MoM 수트 모델은 가스 터빈 연소 및 배출가스를 시뮬레이션하기 위한 최첨단 프레임워크를 제공합니다.

Fluent의 MoM 수트 모델

Ansys Fluent의 MoM 수트 모델을 사용하여 일련의 표준 불꽃에 대한 수트 피크 부피 분율 예측

이에 대해 이해를 하게 되면, Ansys CFD(전산 유체 역학)를 사용하여 보다 복잡한 3D 모델로 이동할 수 있습니다. 정확한 반응 메커니즘은 연소 분석에 중요한 모든 종류의 반응을 나타내는 65개 이상의 연료 성분에 대한 정확하고 상세한 화학 메커니즘 데이터베이스인 Ansys 모델 연료 라이브러리에서 제공합니다. Ansys 시뮬레이션 툴은 화학반응 해석 시간을 획기적으로 줄여 시뮬레이션 과정에서 화학반응 적분이 초래하는 병목 현상을 거의 제거할 수 있습니다. 보다 빠른 솔루션 시간은 설계 대안을 탐구하고 실험을 수행하는데 더 많은 노력을 기울일 수 있게 됨으로써, 더욱 정확하게 문제가 발생하는 위치와 이유를 이해하고 관찰을 설명할 수 있습니다.

반응 흐름 및 연소 애플리케이션 요약 읽기

대부분의 반응 흐름은 난류입니다

Ansys Fluent CFD 시뮬레이션은 온도와 OH 질량 분율의 플롯과 결합된 순간 화학량론적 혼합물 분획 등위면을 보여주는 파일럿 난류 제트 불꽃(Sandia Flame D 벤치마크)를 지원합니다.

대부분의 실제 반응 시스템에서 발생하는 흐름은 난류입니다. 실제로, 활발한 연소 및 반응 흐름은 흐름 가속 및 수정 동점도를 포함한 다양한 메커니즘을 통해 난류를 생성합니다. 난류는 강화된 혼합 및 화학 반응(온도 변동을 통해)을 통해 불꽃 구조를 변경할 수 있습니다. 그리고 계속해서 인과 루프로 진행됩니다. 정확한 결과를 얻으려면 이러한 복잡한 상호 작용을 이해하는 것이 중요합니다. 난류는 반드시 확보해야 하는 진정한 CFD 애플리케이션입니다.

CFD 시뮬레이션을 위한 난류 모델링에 대해 자세히 알아보십시오.