Sviluppo e validazione di un modello CFD avanzato per la combustione del polverino di carbone

In questo articolo è presentato un modello CFD avanzato per la combustione del polverino di carbone, realizzato con il software commerciale Fluent. La combustione del carbone è caratterizzata da complessi fenomeni chimico-fisici, che richiedono di essere descritti attraverso specifici modelli matematici. Si considerano due differenti approcci per la simulazione della combustione del carbone. Il primo approccio, definito EDM-SR, si basa su un semplice modello di volatilizzazione empirico ad una velocità (single rate SR) e sul modello EDM per l’interazione tra il flusso turbolento e le reazioni chimiche, basato sull’ipotesi di reazioni chimiche infinitamente veloci. Esso rappresenta l’approccio standard utilizzato per la modellazione della conversione termo-fisica dei combustibili solidi. Il secondo approccio EDC-CPD si basa sul modello avanzato di volatilizzazione CPD, e sul modello EDC per l’interazione tra chimica e turbolenza. I due approcci sono validati considerando i dati sperimentali della fornace IFRF no.1. Dal confronto dei risultati numerici con quelli sperimentali risulta che il secondo approccio fornisce delle previsioni maggiormente accurate in termini di velocità, temperature e concentrazione delle specie chimiche. Il suo utilizzo è quindi fortemente consigliato, nonostante richieda delle risorse ed un tempo di calcolo notevolmente superiori