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Rapport d'étude Fluent®0 13/04/11 ETUDE GENERATEUR DE GAZ CHAUDS L. NICHOLSON P.MUSCATREV.NO. DATE DESCRIPTION CREEE PAR VERIFIE PARNOM DU PROJETGENERATEUR GENERATEUR VERTICAL VERTICAL VERTICAL DE GAZ CHAUD DE GAZ CHAUD DE GAZ CHAUDS SCLIENTC BMI BMI - LAFARGE FERZIKO LAFARGE FERZIKOVO VOSOMMAIREINTRODUCTION (3)I] GEOMETRIE (3)II] CONDITIONS AUX LIMITES (5)II] RESULTATS DE LA SIMULATION EN ECOULEMENT (5)CONCLUSION (10)ANNEXE: Plan du générateur de gaz chauds (n° P-275689) (11)INTRODUCTIONCette étude Fluent a pour but de modéliser un générateur vertical de gaz chauds (CBMI – Lafarge Ferzikovo) en écoulement afin de voir si le mélange entre les gaz chauds est suffisamment homogène au niveau de la sortie.I] GEOMETRIELe modèle géométrique est constitué:- d'une entrée de gaz chauds (correspondant à la sortie de la combustion d'un brûleur en veine) - d'une entrée de fumées contenant des poussières - d'une sortie.Figure 1: Modèle géométrique (vue en perspective)Entrée de gaz chauds SortieEntrée de fumées + poussièresFigure 2: Modèle géométrique (vue de côté)Entrée de gaz chaudsSortieEntrée de fumées + poussièresZone de mélange gaz chaud / fuméesEntrée de fumées + poussièresEntrée de gaz chauds SortieII] CONDITIONS AUX LIMITESLa simulation du générateur de gaz chauds a été réalisée en 3 dimensions afin de prédire les profils de vitesse.Les caractéristiques des entrées de gaz chauds issues de la combustion et de fumées sont les suivantes:Gaz chauds FuméesDébit (kg/h) Température (°C) Débit (Nm3/h) Température (°C)61 460 1 000 212 775 260Les profils de vitesse sur les deux entrées sont supposés homogènes.Les poussières présentes dans les fumées injectées ont une densité de 65 g/Nm3.Les hypothèses suivantes ont été réalisées concernant les caractéristiques des poussières: -composées de particules de CaCO3 (carbonate de calcium)-diamètre des particules défini par une loi de distribution de type Rosin Rammler où le diamètre varie entre 10 µm à 100 µm avec une moyenne de 50 µm-température de 260 °C.La pression à la sortie du générateur est égale à -25 mm CE.II] RESULTATS DE LA SIMULATION EN ECOULEMENTDifférents profils de vitesse et de température sont présentés ci-dessous.Dissymétrie due àl'alimentation desfumées d'un côté Figure 5: Lignes de courant colorées en vitesse issues de l'entrée de fumées contenant les poussières (unité: m/s)Mauvais mélangeentre le gaz chaudet les fumées Figure 6: Vecteurs vitesse dans un plan vertical (unité: m/s)7Figure 7: Contours de vitesse au niveau de différentes coupes longitudinales (unité: m/s)Non homogénéité des vitesses: mauvais mélange entre le gaz chaud et les fumées8Figure 8: Contours de température au niveau de différentes coupes longitudinales (unité: K)Au niveau de la sortie du circuit fumées Non homogénéité des températures: mauvais mélange entre les gaz chaudset les fuméesTmoy = 716 KFigure 9: Contour de température dans un plan vertical (unité: m/s)Zone à forte concentrationen poussièresDissymétrie de température dans la zone de mélange entre les gaz chauds et les fuméesLes Figures 5, 6 et 7 mettent en évidence une dissymétrie d'alimentation au sein du circuit de fumées due à l'alimentation en fumées unilatérale.Les Figures 4 et 7 permettent de visualiser l'écoulement au sein du circuit de gaz chauds qui est canalisé en son centre.Ces effets combinés ne permettent pas d'assurer un mélange homogène entre les gaz chauds et les fumées.En conséquence, la répartition de température au niveau de la sortie et elle aussi non homogène (voir Figure 8).CONCLUSIONLes résultats issus de la simulation montrent que le mélange entre les gaz chauds et les fumées ne s'effectuent pas correctement (non homogénéité de la vitesse et de la température au niveau de la sortie).Plus précisément, la température varie entre 533 K et 1 196 K avec une valeur moyenne de 716 K au niveau de la sortie.Fives Pillard Rapport d'étude Fluent Rev.0 le 13/04/201111 ANNEXE: Plan du générateur de gaz chauds (n° P-275689)。