Sistemi di generazione di energia da biomassa ligneo-cellulosica: sviluppo di modelli predittivi

È stata condotta una campagna sperimentale su una caldaia a biomassa a letto fisso da 140 kW per studiare gli effetti della distribuzione di aria primaria e secondaria sulla temperatura e sui prodotti della combustione, per validare un modello numerico. Per studiare a fondo i complessi meccanismi che avvengono nella camera di combustione quali il macro e micro miscelamento turbolento, la distribuzione dei campi di velocità e temperatura, è necessario ricorrere all'analisi numerica attraverso la CFD. In particolare un modello CFD del freeboard basato su un modello reattivo turbolento monofase è stato accoppiato con un modello del letto off-line che comprende l'evaporazione, devolatilizzazione e ossidazione del char. Si è usato un procedimento iterativo per tener conto dello scambio di energia radiante tra letto e freeboard. Requisito fondamentale per la riuscita delle simulazioni è una buona qualità della griglia, pertanto ne è stata scelta una esaedrica strutturata. Sono stati sviluppati dei modelli che utilizzano come modello di combustione l'Eddy Dissipation Model (EDM) di cui sono stati confrontati i risultati sia al variare del modello del letto che al variare del rapporta tra aria secondaria e primaria alimentata in caldaia. Infine è stato sviluppato un modello preliminare che adopera una cinetica semiglobale e l'Eddy Dissipation Concept (EDC) come modello di combustione