Aplikace flexibilního energetického systému pro využití tepla odpadních spalin

Jaroslav Konvička

Doctoral thesis

Application of flexible energy system for heat utilization from waste flue gas

Abstract:

KONVIČKA, Jaroslav: Aplikace flexibilního energetického systému pro využití tepla odpadních spalin, Disertační práce. Ostrava: VŠB- Technická univerzita Ostrava, 2014, 149 s. Cílem této disertační práce je představení zpracování matematického modelu vstřikovacích uzlů, jejich návrh, představení realizační stránky těchto technologických prvků Flexibilního systému, jakož i jejich provozní ověření a vyhodnocení získaných výsledků. V prvé řadě bude má práce zaměřena na provedení návrhových výpočtů celého tepelného oběhu Flexibilního systému s cílem zmapování vstupních parametrů všech médií, které vstupovaly do technologie Flexibilního systému, dále pak vypracování kompletního popisu a specifikaci všech okrajových parametrů, které funkci této technologie ovlivňovaly s následnou definicí zadávacích parametrů pro vstřikovací uzly. Následně bude proveden teoretický popis vztahující se k problematice tvorby kapalinových elementů a parametrů vstřikovacích trysek, které jejich velikost ovlivňují a dále pak popis procesu sdílení tepla a hmoty s vyspecifikováním jednotlivých fází, jimiž zmiňované kapalinové elementy procházely- tj. ohřev na teplotu sytosti a vypařování. Tyto, výše popsané principy pak budou aplikovány v rámci analytického matematického modelu a to s cílem předběžně stanovit délku vypařovacího potrubí, na kterém by mělo dojít k vypaření vytvořených kapalinových elementů. Poté bude popsán proces verifikace provedeného analytického modelu prostřednictvím numerického modelu Prof. Ing. Jíchy CSc., u kterého již byly brány v úvahu reálné parametry vstřikovacích trysek. Dále bude má práce zaměřena na fázi realizační. Bude zde proveden popis celkové fyzické realizace technologie Flexibilního systému a to včetně vstřikovacích uzlů. Poté zde bude vykreslena klíčová a rozhodující fáze řešení projektu a to fáze reálného provozu technologie, při němž byly ověřovány veškeré teoretické předpoklady přijaté v rámci teoretické přípravy daného projektu a také popis veškerých negativních zkušeností, které byly na základě reálného provozu zjištěny a s nimiž bylo nutno počítat. Na konec této práce bude uvedeno shrnutí všech získaných poznatků a jejich zhodnocení s vzhledem k celkovému konceptu technologie Flexibilního systému.

Abstract:

KONVIČKA, Jaroslav: Application of flexible energy system for heat recovery from flue gas, dissertation. Ostrava: VŠB- Technical University of Ostrava, 2014, 149 pages. The aim of this dissertation is to introduce a mathematical model of injection nodes, their design, implementation of performance aspects of these Flexible system technological features, as well as their operational verification and evaluation of the results. First of all, the work will be focused on the implementation of design calculations of overall heat cycle of Flexible system with the aim of mapping the input parameters of all media that were involved in the Flexible system technology, then develop a complete description and specification of all peripheral parameters that affect the function of the technology followed by a definition input parameters for injection nozzles. Subsequently it will be created a theoretical description relating to the issue of fluid elements formation and parameters of the injection nozzle, which affects their size and then the description of the process of heat and mass transfer with specification of various phases which mentioned liquid elements through it. It is talked about heating to the saturation temperature and evaporation. The above-described principles will be applied in the analytical mathematical model with the aim of estimating the length of the evaporation pipe, which should be generated a vaporization of the fluid elements. Then it could be described the verification process of an analytical model through numerical model of Prof. Ing. Jícha CSc. that has already been taken realistic parameters of nodes. Furthermore, the work will be focused on the implementation phase. It will be created the description of the physical implementation Flexible system technology including injection nodes. Then there will be drawn crucial and decisive phase of the project. It is talked about an operation phase of the technology, in which were verified all of the theoretical assumptions made in the context of theoretical preparation of the project and a description of any negative experiences that were based on real operation as identified which was to be expected. At the end of this work it will be made a summary of operation experiences and their improvements with respect to the overall concept of technology of Flexible system.

Keywords

flexibilní systém, parovzduchová směs, vstřikovací trysky, analytický model, vypařování, odpadní teplo

Keywords

flexible system, steam-air mixture, injection nozzles, analytical model, evaporation, waste heat

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 1. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2015
• Supervisor: Ladislav Vilimec
• Reader: Zdeněk Skála, Miroslav Jícha, Pavel Noskievič

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Energetické stroje a zařízení