Comparison of radiative heat transfer models used in numerical simulations of boiler furnaces

Abstract

Toplotno zračenje je dominantni mod prostiranja toplote sa vrućih produkata sagorevanja ka zidovima ložišta. Tačnost računanja flukseva zračenja je od suštinskog značaja za tačnost numeričkih simulacija, kojima se mogu predvideti performanse celokupnog procesa. Do sada je razvijeno nekoliko modela razmene toplote zračenjem, koji se mogu svrstati u fluksne, zonalne i hibridne modele. Reprezentativni modeli zračenja svake grupe opisani su u radu. Poređenje modela predstavljeno je za laboratorijsko ložište, za koje su prethodno određene tačne vrednosti neto razmenjenih energija zapreminskih zona i neto razmenjenih flukseva površinskih zona. Poređenje pokazuje da su zonalni modeli tačniji od fluksnih modela, čime se preporučuje njihova primena za numeričke simulacije ložišta za sagorevanje fosilnih goriva.Thermal radiation is dominant mode of heat transfer from hot combustion products to the furnace walls. Accuracy of calculation of the heat exchanged by thermal radiation is essential for the accuracy of numerical simulation, by which performances of the whole process can be predicted. So far, several models of radiative heat exchange have been developed, which can be grouped into flux, zonal, and hybrid models. Representative models of each group have been described. Comparison of the models have been performed for the laboratory furnace, for which the exact values of radiative source term and net exchanged heat of furnace walls have been previously determined. Comparison shows that zonal models are more accurate than flux models and suggests their application for the numerical simulation of furnace for fossil fuel combustion