Numerical Analysis of Turbulent Swirling Cold-Flow in a Cyclonic Coal Gasifier

선회분류층형 석탄가스화기내의 비반응 난류 선회유동장 해석

Turbulent swirling cold-flow in a cyclonic gasifier has been analyzed by numerical analysis. Comparison of two dimensional and three dimensional analyses has shown that concept of equivalent slit is appropriate for the two dimensionalization of three dimensional phenomena. Flow characteristics have been scrutinized by varying swirl number which is a crucial parameter in determining the flow pattern of the cyclonic gasifier. Reactive flow field has been estimated by using theoretical swirl number and equivalent slit width for reactive flow. Results show that proper flow field for the reactive coal gasification can be formed by controlling the exit area and azimuthal location of coal burners.

선회분류층형 석탄가스화기내의 비반응 난류선회 유동장을 수치해석 기법을 이용하여 해석하였다. 우선 2차원해석과 3차원 해석과의 비교를 통하여 2차원화 가정의 주요변수인 등가틈새(equivalent slit)의 개념이 적절하며, 동시에 2차원 해석결과의 타당성을 입증하였다. 선회분류층형 가스화기내에서 가장 중요한 무차원수인 선회수의 변화에 따른 유동장의 특성변화를 주로 고찰하였다. 또한 유동장의 이론적인 선회수 및 등가틈새너비를 입력으로 이용한 전산해석을 수행하여. 미분탄반응이 존재할 경우의 유동장의 특성을 예측하여 보았다. 버너출구단면적의 크기 및 위치를 적절히 조절함으로써, 가스화기 내부에 미분탄반응에 적절한 유동장을 형성시킬 수 있음을 발견하였다.