Predrag Stefanović

Laboratorija za termotehniku i energetiku, Institut za nuklearne nauke Vinča, Univerzitet u Beogradu, Srbija
http://www.vinca.rs/140/predrag-stefanovic/

Lista radova objavljenih u časopisu

Numerička simulacija uticaja položaja regulacionih klapni u kanalu aerosmeše na raspodelu čestica ugljenog praha
abstrakt

Regulacija distribucije čestica ugljenog praha u kanalu aerosmeše koji vodi čestice ugljenog praha ka plazma zoni je jedan od ključnih problema prilikom rada energetskih kotlova. Da bi na odgovarajući način usmerili čestice ugljenog praha, sistem regulacionih klapni je postavljen u kanalu aerosmeše pre Gorioničkih kanala. Svaka od Grupa regulacionih klapni ima svoju ulogu a može biti postavljenja u različitim ugaonim položajima. Dobijeni rezultati predstavljaju uticaj svake od Grupa. Rezultati predstavljaju raspodelu čestica ugljenog praha u kanalu aerosmeše na kotlu bloka Termoelektrane 'Nikola Tesla' - A1. Distribucija veličine čestica u ulaznom preseku kanala smatrana je uniformnom. Predstavljeni rezultati su dobijeni numeričkom simulacijom pomoću računarskog softvera za numeričku simulaciju problema dvofaznog strujanja. Softver je napisan u programskom jeziku Fortran, i razvijen u Laboratoriji za termotehniku i energetiku u Institutu za nuklearne nauke 'Vinča'. Ulazni podaci za numeričke proračune, kao što su brzinski i profil koncentracija u ulaznom preseku, smatrani su ravnomernim. Kontinualna faza (Gasna faza) tretirana je Ojlerovim pristupom. Disperzna faza (čestice ugljenog praha) modelirana je Lagranžovim pristupom. Model uzima u obzir sprezanje faza PSI-CELL metodom. Turbulencija je modelirana standardnim k-e modelom. Model tretira čestice kao idealne sfere. Da bi precizno odredili kretanje čestica, sve relevantne sile su inkorporirane u modelu. Rezultati uključuju polje i profil brzina kontinualne faze i distribuciju masenog protoka čestica ugljenog praha, u izlaznom preseku kanala aerosmeše.

0350-218X, 34 (2008), 1, 45-54 preuzimanje
Prilog određivanju uzroka pulzativnog sagorevanja u energetskim kotlovima loženim ugljenim prahom
abstrakt

U radu su prikazani rezultati kompleksnih ispitivanja fluktuacija pritiska na kotlu bloka 2 termoelektrane 'Ptolemais' (TPP 'Ptolemais'), Ptolemaida, u Grčkoj. Intenzivne i učestale pulzacije pritiska u njegovom plameno-gasnom traktu uzrokovale su značajnu nestabilnost plamena, što je rezultiralo smanjenjem produkcije pare i potrebu za konstantnom podrškom dodatnim tečnim gorivom. U cilju rešavanja problema izvršena su složena ispitivanja u nastojanju da se odredi uzrok značajnih oscilacija pritiska u plameno-gasnom traktu kotla. Merni sistem za karakterizaciju pulzacija zasnovan je na piezoelektričnim meračima - pretvaračima pritiska sa padnim opsegom ±5 kPa, a prikupljanje mernih podataka izvršeno je automatski sa učestanošću od oko 1 kHz. Za analizu podataka o oscilacijama pritiska u plameno-gasnom tpaktu kotla odnosno za odpeđivanje uzroka, inteziteta i frekvencije pulzacija korišćeno je nekoliko metoda u vremenskom i frekventnom domenu. Analize su pokazale vreme kašnjenja između signala sa pretvapača postavljenih na različitim mernim mestima duž Gasnog trakta kotla, na osnovu čega je određeno mesto nastanka pulzacija. Rezultati ispitivanja su jasno ukazali na uzrok poremaćaja u procesu sagorevanja sprašenog uglja u kotlu. Primenom odgovarajućih mera problem je opklonjen, a blok je dostigao nominalnu snagu uz projektne parametre pri stabilnom, dugotrajnom radu.

0350-218X, 34 (2008), 1, 69-81 preuzimanje
Numerička analiza uticaja žaluzina na raspodelu ugljenog praha u kanalima aerosmeše kotla TENT-A6
abstrakt

Merenja koja su u toku 2006. godine sprovedena na kotlu TENT-A1 pokazala su da distribucija smeše vazduha i ugljenog praha po gorioničkim kanalima nije odgovarajuća, i da treba smanjiti količinu ugljenog praha u gornjim gorionicima. Za ostvarivanje tog cilja predviđena je ugradnja sistema žaluzina u kanalu iza mlina. U radu je prikazana numerička simulacija dvofaznog strujanja smeše vazduha i ugljenog praha u kanalu iza mlina gde su smeštene žaluzine, kao i u gorioničkim kanalima. Ova simulacija treba da posluži kao smernica za pravilnu ugradnju žaluzina. U radu je akcenat stavljen na analizu uticaja geometrijskih karakteristika žaluzina, a posebno na ugao otklona žaluzine, pošto su to glavni parametri koji određuju distribuciju ugljenog praha među gorionicima. Numerička simulacija je sprovedena komercijalnim programom FLU ENT 6.3. Zaključak analize je da žaluzine predstavljaju efikasan alat za redistribuiranje ugljenog praha. Međusoban položaj žaluzina je od suštinskog značaja za redistribuciju. Rastojanje između krilaca žaluzina u izvesnoj meri utiče na strujni profil, ali ne predstavlja dominantan parametar. Isto važi i za nagib listova lopatica u žaluzini.

0350-218X, 34 (2008), 2-3, 133-145 preuzimanje
Numerička simulacija prodora gasovitog mlaza u fluidizovani sloj
abstrakt

U radu je predložen fluid - porozni medijum model numeričke simulacije fluidizovanog sloja (FS), kod koga se gusta faza FS posmatra kao fiksni porozni medijum, a interakcija između gasa i čestica, kao i pojava mehuraste faze, se modelira na osnovu bilansa sila trenja između gasa i čestica u gustoj fazi FS, uzimajući u obzir interakcije između čestica i efekte sudara čestica. Ovakav pristup modeliranju FS pogodan je za brze inženjerske proračune stacionarnog stanja fluidizacionog medijuma u postrojenjima sa FS. Predloženi postupak modeliranja FS je primenjen na numeričku 2-D simulaciju uvođenja bočnog mlaza fluida u ložište sa FS, koja je obuhvatila određivanje dužine prodora mlaza u FS, kao i analizu efekata mešanja mlazno doziranog gasnog goriva sa fluidizacionim fluidom - oksidatorom. Rezultati proračuna dužine prodora bočnog mlaza u FS su upoređeni i verifikovani sa rezultatima eksperimenata iz literature. Generalni zaključak numeričkih i eksperimentalnih analiza je da na dužinu prodora mlaza u FS izuzetan uticaj ima brzina fluida na izlazu iz mlaznice, dok ugao nagiba mlaza, kao i visina mlaznice, imaju daleko slabiji uticaj. Numerički eksperimenti sa intenzitetom mešanja komponenti (goriva u mlaznici i oksidatora u osnovnoj struji gasa za fluidizaciju), pokazuju da uticaj brzine na izlazu iz mlaznice, kao i ugao nagiba mlaznice, slično kao kod analize dužine prodora mlaza u FS, malo utiču na nivo izmešanosti komponenti. Međutim, prilikom analize uticaja visine uvođenja goriva, pokazano je da položaj mlaznice po visini sloja značajno utiče na intenzitet mešanja hemijskih komponenti u FS, što nije bilo moguće zaključiti samo na osnovu analize dužine prodora mlaza u FS.

0350-218X, 34 (2008), 2-3, 97-116 preuzimanje
Parametarska bifurkaciona analiza aksijalno pritisnutih slobodno oslonjenih cilindričnih ljuski korišćenjem metode konačnih elemenata
abstrakt

U radu su predstavljeni rezultati parametarske numeričke bifurkacione analize aksijalno pritisnutih, elastičnih, slobodno oslonjenih cilindara, različitih geometrijskih karakteristika. Korišćenjem metode konačnih elemenata i programskog paketa Ansys, proračunate su vrednosti aksijalnog pritiska pri kojima dolazi do gubitka stabilnosti i određeni pripadajući sopstveni vektori (najniži modovi) za analizirane modele cilindara. Dobijeni rezultati ukazuju na to da nosivost aksijalnog opterećenja slobodno oslonjenog cilindra značajno opada sa porastom odnosa poluprečnika i debljine zida cilindra. S druge strane, krutost cilindra na aksijalno opterećenje lagano opada sa porastom odnosa dužine i poluprečnika cilindra u posmatranoj oblasti geometrijskih karakteristika.

0350-218X, 35 (2009), 3-4, 263-282 preuzimanje
Parametarska bifurkaciona analiza slobodno oslonjenih cilindričnih ljuski
abstrakt

Cilindrične tankozidne ljuske se često koriste kao strukturalni elementi u inženjerskim konstrukcijama. Aksijalno pritisnute cilindrične strukture su sklone pojavi gubitka stabilnosti, pri čemu im značajno opada nosivost i naglo menja geometrija strukture. Stoga je veoma bitno odrediti vrednosti spoljašnjeg opterećenja pri kojem dolazi do pojave gubitka stabilnosti. U opštem slučaju, analiza gubitka stabilnosti se može podeliti na bifurkacionu i nelinearnu analizu. Bifurkaciona analiza se koristi za razmatranje geometrijski idealnih, a nelinearna za analizu realnih struktura. Cilj ovog rada je da se odrede najniže vrednosti spoljašnjeg opterećenja pri kojem će doći do gubitka stabilnosti geometrijski idealnih, aksijalno pritisnutih, slobodno oslonjenih cilindara različitih geometrijskih karakteristika. U tu svrhu je korišćena numerička analiza zasnovana na metodi konačnih elemenata. Na osnovu rezultata parametarske numeričke analize, možemo zaključiti da nosivost aksijalno pritisnutog, geometrijski idealnog cilindra značajno opada sa porastom faktora debljine cilindra R/t. Takođe, rezultati pokazuju da dolazi i do pada krutosti sa porastom faktora vitkosti L/R, ali da uticaj faktora vitkosti na vrednost opterećenja pri pojavi izvijanja nije tako intenzivan.

0350-218X, 36 (2010), 1, 119-132 preuzimanje
Verifikacija smanjenja emisije praškastih materija posle rekonstrukcije elektrofilterskih postrojenja na blokovima A1, A2 i A4 u TE 'Nikola Tesla'
abstrakt

Elektroprivreda Srbije mora da usaglasi svoj rad u pogledu emisija štetnih i opasnih materija u vazduh sa zahtevima EU do 2016. godine. Planom EPS-a do 2015. godine, pored ostalih mera, predviđene su rekonstrukcije elektrofiltera na preostalim blokovima termoelektrana u sastavu JP EPS Srbije. U periodu 2004-2007. godine urađene su rekonstrukcije elektro-filterskih postrojenja na blokovima A1, A2, A4 i A5 TE 'Nikola Tesla'. Isporučilac elektrofilterskih postrojenja je garantovao izlaznu koncentraciju praškastih materija koja je ≤50 mg/m3, što je potvrđeno garancijskim ispitivanjima prema standardu ISO 9096. Smanjenje izlazne koncentracije praškastih materija je ostvareno povećanjem visine i broja taložnih elektroda, dodavanjem još jednog polja elektroda i poboljšanjem strujno-naponskih karakteristika sekcija elektrofiltera. U ovom radu su prikazani rezultati garancijskih ispitivanja kojima je potvrđena izlazna garantovana koncentracija praškastih materija za rekonstruisano elektrofiltersko postrojenje.

0350-218X, 36 (2010), 1, 173-180 preuzimanje
Emisija gasova sa efektom staklene bašte u toplanama javnih preduzeća daljinskog grejanja u gradovima Srbije
abstrakt

Smatra se da je emisija gasova sa efektom staklene bašte (Green House Gas ses – GHG) jedan od glavnih uzročnika aktuelnih klimatskih promena. S toga je neophodno da se neprestano radi na smanjenju emisije GHG. Republika Srbija, kao ne-Aneks I država članica Okvirne konvencije UN o promeni klime i Kjoto protokola nastoji da doprinese ostvarenju osnovnih ciljeva Konvencije. Jedan
od prvih koraka u tom smislu je izrada nacionalnih komunikacija kao strateških nacionalnih dokumenata. Cilj ovih dokumenata je informisanje o statusu sprovođenja Konvencije, naporima i predviđenim akcijama države koje doprinose borbi protiv klimatskih promena. Sledeći korak je priprema sveobuhvatnog nacionalnog programa mera za ublažavanje. Program podrazumeva unapređenje modela projekcije emisija GHG za relevantne privredne sektore, analizu mogućnosti smanjenja emisija GHG u sektorima, proračunavanje troškova potrebnih za sprovođenje različitih scenarija, kao i utvrđivanje ukupnog potencijala za smanjenje emisija GHG na nacionalnom nivou.

Za potpuno i kvalitetno sprovođenje ovih aktivnosti, neophodno je izraditi detaljan inventar emisija GHG u pojedinim sektorima. U okviru posebne studije su direktno od javnih komunalnih preduzeća koja se bave isporukom toplotne energije za 50 gradova u Srbiji prikupljeni podaci o potrošnji energenata, proizvedenoj toplotnoj energiji i grejnoj površini stambenog i poslovnog prostora po godinama u periodu 1990-2008. Kao reprezentativne godine perioda izabrane su 1990, 1998. i 2008. godina. U ovom radu su prikazani podaci o potrošnji energenata i rezultati proračuna emisije GHG pri proizvodnji toplotne energije u toplanama javnih preduzeća daljinskog grejanja u Srbiji za reprezentativne godine. Proračun emisije GHG je sproveden prema revidiranoj IPCC metodologiji koja propisuje standardne vrednosti donje toplotne moći i emisionih faktora za korišćena fosilna goriva.

U radu je data i projekcija emisije GHG do 2012. i 2015. godine usled sagorevanja fosilnih goriva koja se koriste za proizvodnju toplotne energije, za dva različita scenarija. Prvi sce nario predviđa povećanje emisije GHG pod pretpostavkom supstitucije čvrstih goriva prirodnim gasom, a drugi predstavlja slučaj kada bi prirodni gas u potpunosti bio zamenjen mazutom. Očekivano povećanje proizvodnje toplotne energije za oba scenarija je 10% do 2012. i 15% do 2015. godine u odnosu na baznu 2008. godinu.

0350-218X, 37 (2011), 2, 183-195 preuzimanje
Emisioni faktor lignita kolubarskog basena
abstrakt

Prema međunarodno priznatoj metodologiji za procenu emisije gasova staklene bašte (The Revised 1996 IPCC Guidelines for National Green house Gas Inventories – GHG), preporučeno je da se u izradi inventara GHG koriste preciznije vrednosti o karakteristikama korišćenog fosilnog goriva. U ovom radu je prikazana analiza emisionih karakteristika domaćih niskokaloričnih lignita iz površinskih kopova kolubarskog basena. Izbor analiziranih uzoraka uglja izvršen je tako da se pokrije širok opseg sadržaja pepela i vlage, donjeg toplotnog efekta i drugih karakteristika sirovog uglja, sa ciljem da reprezentuju najširi spektar očekivanih kvaliteta ugljeva koji se dopremaju u termoelektrane. Dobijeni rezultati ukazuju da postoji jasno izražena linearna zavisnost donjeg toplotnog efekta od sadržaja pepela i sadržaja vlage, odnosno od sadržaja sagorljivih materija u reprezentativnim uzorcima uglja. U radu je prikazana eksperimentalno određena zavisnost sadržaja ugljenika i emisionog faktora od donjeg toplotnog efekta. U opsegu kvaliteta rovnog lignita, emisioni faktor ima znatno veću vrednost u odnosu na standardnu međunarodno preporučenu (IPCC) fiksnu vrednost za lignit.

0350-218X, 37 (2011), 2, 241-251 preuzimanje