Forbrenningsteknikk: energi, miljø og brann
Video av utrekningar av brann i rom (tre "kamera"-vinklar av
same simulering):
Soot1.mpg
(5.3 Mb), Soot2.mpg
(10.9 Mb), Soot3.mpg
(11.8 Mb),
noSoot3.mpg
(11.8 Mb). I den siste er soten "teken bort" i visualiseringa.
Utrekningar av Jan Arne Fagertun med programmet Kameleon FireEx.
Andre overskrifter som kunne passe her, er
Sikkerheits- og brannteknikk
Forbrenningsteknikk
Energiteknologi
Numerisk masse- og varmetransport
Turbulent forbrenning
Gass-spreiing
Ventilasjon
Miljøteknikk
... og mange andre, både av trauste fagord og fikse moteord.
I samvirke med termodynamikk-gruppa ved instituttet har forskarar ved
Sintef Energiforskning, Varme og strømningslære har utvikla
dataprogram for å simulere ("etterlikne") strøymingar med
og utan forbrenning.
Hovudprogrammet heiter Kameleon, men brukaren møter først
og fremst forprogrammet Lizard. Det er eit grafisk program som hjelper
deg med å setje opp geometrien, velje dei modellane du vil bruke,
velje grensevilkår, termodynamiske data, numerisk metode, med meir.
Biletet nedanfor viser eit skjermbilete med oppsett av problemet, geometrisk
modell, m.m. (av Bjørn E. Vembe). Her kan ein på ein enkel
måte leggje inn geometri, og velje grensevilkår, fysiske eigenskapar
og modellar, numeriske metodar, m.m. Dette er eit enkelt tilfelle laga
som demonstrasjon: Eit gassutslepp på ein stake brenn, og flamma
står inn mot ein vegg. Det er delt opp i 25x17x18 = 7650 punkt.
(Det kan hende at du må ha ein stor skjerm for at biletet vert
skarpt)
Ved utrekninga let programmet (Lizard) deg følgje med i korleis
utrekninga utviklar seg.
Biletet viser utsnitt av skjermbiletet med grafisk presentasjon av
førebels resultat under køyringa (av Bjørn E. Vembe).
Same tilfelle som ovanfor. Det øvste temperaturfeltet er projisert
slik at vi ser dei høgste temperaturane i kvart punkt i synsretninga.
Det vert omlag slik vi ser flamma utanfrå. Den andre figuren viser
eit snitt gjennom flamma.
Dette tilfellet er lite og svært enkelt. Med litt opplæring, skulle dei fleste siv.ing.-studentar kunne få til dette etter ein dag eller to. (Det krev ein del meir å kunne forstå det ein gjer, og tolke resultata.) Resultat frå ei større utrekning ser du nedanfor. Det er eit døme på presentasjon av tredimensjonalt resultat frå Kameleon (av Bård Grimsmo). Figuren viser den synlege delen av flamma. Dette er ein oljefyrt 550 MW dampkjel i eit varmekraftverk, der oppgåva er å redusere NOx-utsleppet. (Kven kjeleigaren er, er fortruleg informasjon - men det er i utlandet.) Fyrromet er 7 meter i kvadrat og 20 meter høgt. I denne utrekninga (frå 1997) er det delt opp i om lag 250000 delvolum.
Ved hjelp av slike rekneprogram, kan ein undersøkje verknaden av endringar - utan å bygge om kjelen. I dette tilfellet kunne det vere aktuelt å setje til luft i området over brennarane. Resultatet ser vi nedanfor. Dei kvite punkta på veggen over brennarane er luftdyser. Legg merke til at no rekk flamma ikkje opp og ut av fyrromet.
Berre så det er sagt: Kjeleigaren var svært nøgd
med resultata. Utan mykje kostesam prøving og feiling dei kunne
gjere dei endringane som måtte til for å oppfylle dei nye krava
til utslepp.
Bård Grimsmo har skrive litt meir om NOx-reduksjon
i dampkjeler.
Eitt av tildriva for å utvikle denne teknologien, er brannførebygging
i olje- og gassindustrien. Der kan brannar ha store konsekvensar. For å
verne seg, må ein vite korleis brannar vil utvikle seg.
Her er eit anna døme på bruken av Kameleon: Brann
på boreskip