Stevan Nemoda
- Laboratorija za termotehniku i energetiku, Institut za nuklearne nauke Vinča, Univerzitet u Beogradu, Srbija
- http://www.vinca.rs/140/stevan-nemoda/
Lista radova objavljenih u časopisu
-
Proces gasifikacije biomase postaje sve značajnija tema razvojnih istraživanja u energetici i procesnoj tehnici. Biomasa se smatra obnovljivim i "CO2-neutralnim" gorivom, čijom se gasifikacijom može dobiti gas primenljiv u različite svrhe. U okviru projekta Nacionalnog programa energetske efikasnosti ispitivan je proces gasifikacije biomase (drvo, oklasak kukuruza), kao obnovljivog, lako dostupnog i jeftinog reaktanta. Cilj istraživanja je formulacija i konstrukcija pilot-postrojenja za gasifikaciju biomase u fluidizovanom sloju inertnog materijala, kao osnove za širu industrijsku primenu ove tehnologije. Proces gasifikacije biomase ispitivan je eksperimentalno i teorijski, da bi se odredili sastav produkata, kinetika procesa, i optimalni uslovi odvijanja procesa. Sastav produkata i kinetika procesa određivani su eksperimentalno, u laboratorijskom reaktoru sa fluidizovanim slojem. Matematički model gasifikacije obuhvata hemijsko-kinetičku karakterizaciju, energetske i materijalne bilanse procesa, i hidrodinamičke karakteristike reaktora sa fluidizovanim slojem. Dobijeni rezultati se mogu iskoristiti za optimizaciju procesa gasifikacije biomase u cilju dobijanja kvalitativno i kvantitativno optimalnog prinosa gasovitog proizvoda.
0350-218X, 30 (2004), 1-4, 5-22 preuzimanje -
Ispitivanje sagorevanja istrošenih ulja i masti na poluindustrijskoj aparaturi sa fluidizovanim slojem
abstraktMetalurška industrija generiše velike količine istrošenih ulja i masti (iz proizvodnog procesa pogona tople i hladne valjaonice), čije odlaganje predstavlja problem sa stanovišta zaštite životne sredine. Pošto je toplotna moć ovih materija mahom veća ili na nivou toplotne moći konvencionalnih fosilnih goriva, optimalno rešenje ovog problema sa tačke gledišta energetske efikasnosti i ekologije je njihovo sagorevanje i razgradnja do neškodljivih oblika. Međutim, zbog neujednačenog sastava, velikog sadržaja balasta, a posebno velike gustine i viskoznosti, ove materije se teško mogu sagorevati u uobičajenim uređajima za sagorevanje tečnih goriva, pa postrojenja u kojima bi sagorevale, moraju biti specijalno projektovana za tu svrhu. Kao rešenje nameće se tehnologija termičke dezintegracije u fluidizovanom sloju, koji omogućava sagorevanje materija najrazličitijeg porekla i veoma neujednačenog sastava, uz smanjenje emisije polutanata i veliku termičku inertnost postrojenja. U radu su prikazani rezultati analize uzorka ispitivanog goriva istrošenih ulja i masti iz pogona hladne valjaonice, dat je opis aparature i eksperimentalnog postupka na poluindustrijskoj instalaciji sa fluidizovanim slojem, a potom i detaljan prikaz dobijenih rezultata, na osnovu čega je predložena tehnološka šema postrojenja za ekološki prihvatljivo uklanjanje istrošenih ulja.
0350-218X, 34 (2008), 2-3, 147-160 preuzimanje -
Numerička analiza uticaja žaluzina na raspodelu ugljenog praha u kanalima aerosmeše kotla TENT-A6
abstraktMerenja 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 -
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 -
Biomasa kao najznačajniji obnovljivi izvor energije kod nas, ima značajne prednosti sa aspekta očuvanja životne sredine, jer se njenim korišćenjem ne povećava koncentracija ugljendioksida u atmosferi, što se u potpunosti uklapa u tendencije zemalja potpisnica Kjoto sporazuma, među kojima je i Republika Srbija. U skladu s tim, grupa saradnika Laboratorije za termotehniku i energetiku Instituta za nuklearne nauke 'Vinča', niz godina unazad značajno radi na promovisanju korišćenja otpadne poljoprivredne biomase, što je finalizovano razvojem kotla snage 1,5 MW za sagorevanje baliranog sojinog ostatka za potrebe grejanja 1 hektara plastenika u okviru Poljoprivrednog kombinata Beograd. Za potrebe definisanja termofizičkih karakteristika goriva (bali- ranog sojinog ostatka) koje su od posebnog značaja za sveobuhvatnije sagledavanje i predviđanje procesa sagorevanja, u ovom radu je prikazano eksperimentalno određivanje koeficijenata permeabilnosti. Koeficijenti su određivani tako da odgovaraju viskoznim i inercionim članovima uopštene Forhajmerove jednačine. Eksperimentalnim istraživanjima je obuhvaćen uticaj poroznosti na permeabilnost, a kao rezultat analize eksperimentalnih podataka, definisane su i funkcionalne zavisnosti pomenutih koeficijenata od poroznosti. Pored toga, u radu je razmatran i uticaj vlažnosti biomase na permeabilnost, kao i funkcionalna zavisnost vlažnosti i poroznosti. Određivanje parametara permeabilnosti, kao i njihove zavisnosti od uticajnih faktora (poroznost i vlažnost), polazne su osnove u daljem istraživanju kinetike procesa sagorevanja u realnim uslovima, što je veoma značajno pri definisanju geometrijskih karakteristika ložišta.
0350-218X, 36 (2010), 1, 143-151 preuzimanje -
Ovaj rad predstavlja doprinos ispitivanju sagorevanja alternativnih tečnih goriva poput: taloga iz rezervoara sirove nafte, zatim tečnih materija nastalih kao nusproizvod u procesima procesne, petrohemijske i metalurške industrije, iskorišćenih jestivih i mineralnih ulja, ili glicerina - nusprodukta proizvodnje biodizela. Ove materije se najčešće tretiraju kao otpadne ili istrošene materije i njihovo odlaganje/uklanjanje je najčešće skopčano sa velikim ekološkim problemima. Pored toga, te materije se zbog velikog sadržaja balasta, neujednačenog sastava i gustine ne mogu sagorevati u uobičajenim uređajima za sagorevanje tečnih goriva, pa se kao rešenje nameće tehnologija termičke dezintegracije u fluidizovanom sloju, koji omogućava sagorevanje materija najrazličitijeg porekla i neujednačenog sastava, uz smanjenje emisije polutanata i veliku termičku inertnost postrojenja. U radu je dat opis eksperimentalne instalacije za sagorevanje tečnih goriva velikih gustina u fluidizovanom sloju, kao i prikaz eksperimentalnih rezultata sagorevanja nekoliko tipova tečnih goriva sa i bez nečistoća, različitih gustina i viskoziteta, sa i bez dodavanja vode, u dugotrajnim, stacionarnim režimima. Prilikom analize eksperimenata akcenat je postavljen na efikasnost i stabilnost sagorevanja goriva različitog sastava. Razmatran je sadržaj štetnih produkata sagorevanja, uz analizu rasporeda temperatura u ložištu radi određivanja lokacije zone intenzivnog sagorevanja u zavisnosti od karakteristika goriva.
0350-218X, 36 (2010), 1, 133-142 preuzimanje -
Numerički proračuni i merenja raspodele ugljenog praha u mlinskim kanalima sa žaluzinama i analiza teorijskih temperatura sagorevanja u kotlovima TE "Nikola Tesla" - A6
abstraktNiz nedavnih ispitivanja na postrojenjima Elektroprivrede Srbije pokazuju da se problem smanjene efikasnosti kotlova TE „Nikola Tesla”, usled visokih temperatura dimnih gasova, odnosno nefunkcionisanja regenerativnih zagrejača napojne vode visokog pritiska, može efikasno rešiti reorganizacijom procesa sagorevanja u ložištu, što se vrlo uspešno sprovodi primenom tzv. žaluzina za preraspodelu ugljenog praha i aerosmeše po visini mlinskih kanala.
U cilju sveobuhvatnije analize efekata primene žaluzina u mlinskim kanalima, koja ne iziskuje velike troškove, u Laboratoriji za termotehniku i energetiku Instituta za nuklearne nauke „Vinča” razvijen je postupak za detaljnu numeričku simulaciju baziran na 2-D CFD komercijalnim modelima turbulentnog, dvofaznog toka sa Lagranžeovskim pristupom praćenja čestica. U radu je dato poređenje rezultata merenja preraspodele ugljenog praha i aerosmeše u mlinskim kanalima kotlova TE „Nikola Tesla”-A6 kod kojih su ugrađeni uređaji za preraspodelu goriva, sa rezultatima numeričke simulacije. Pored toga, predložen je postupak za proračun sastava produkata sagorevanja i teorijske temperature sagorevanja ugljenog praha u atmosferi aerosmeše, pomoću koga su, uz rezultate numeričke simulacije preraspodele ugljenog praha, date analize raspodele temperature po gorionicima duž visine kotla, što je važan podatak za primenu regenerativnih zagrejača napojne vode visokog pritiska i povećanja efikasnosti bloka.0350-218X, 37 (2011), 2, 223-240 preuzimanje -
Vertikalni profil temperature u instalaciji za sagorevanje otpadnih goriva sa fluidizovanim slojem
abstraktOvaj rad je prilog istraživanju sagorevanja čvrstih i tečnih otpadnih goriva. U tečna otpadna goriva čije odlaganje predstavlja
ekološki prob lem ubrajamo talog iz rezervoara sirove nafte kao i korišćena jestiva/mineralna ulja i glicerin kao nus-produkt proizvodnje biodizela. Pored toga, ove materije, zbog neujednačenog sastava i gustine kao i visokog udela balasta, se ne mogu sagorevati u konvencionalnim ložištima, pa je tehnologija pogodna za njihovu toplotnu dezintegraciju fluidizovani sloj jer omogućava sagorevanje najrazličitijih vrsta goriva neuniformnog sastava. U čvrsta otpadna goriva ubrajamo i vanbilansne rezerve uglja (sitne granulacije, sa visokim sadržajem mineralnih materija i niskom toplotnom moći) koje je potrebno koristiti racionalnije, što
opet podrazumeva primenu ložišta sa fluidizovanim slojem. U kotlovima sa fluidizovanim slojem mogu se sagorevati čvrsta goriva
sa 85% inertnih materija, sa efikasnim odsumporavanjem dodavanjem krečnjaka direktno u ložište, sa niskom emisijom NOdž,
što ovoj tehnologiji daje značajnu prednost u poređenju sa drugim tehnologijama sagorevanja. U radu je dat opis eksperimentalne instalacije, kao i rezultat eksperimenata, sa naglaskom na raspodelu tem per a ture po visini ložišta, u cilju određivanja zone intenzivnog sagorevanja u zavisnosti od karakteristika goriva.0350-218X, 38 (2012), 1, 11-24 preuzimanje -
Uovom radu prikazani su rezultati eksperimentalnog određivanja stagnantne toplotne provodljivosti balirane biomase, koja predstavlja važnu termofizičku karakteristiku materijala sa osobinama poroznog sloja. Dobijena zavisnost značajna je za optimalizaciju procesa sagorevanja balirane biomase, kao i za proces modeliranja transportnih fenomena u poroznom sloju balirane biomase. Radi određivanja stagnantne toplotne provodljivosti balirane poljoprivredne biomase, osmišljena je eksperimentalna metoda i izražena odgovarajuća eksperimentalna instalacija. Eksperimentalnim istraživanjima ispitivan je uticaj poroznosti sloja na stagnantnu toplotnu provodljivost. Na osnovu sprovedenih merenja, kao i analize eksperimentalnih rezultata, definisana je funkcionalna zavisnost stagnantne toplotne provodljivosti od poroznosti u opsegu od 0,50‡0,85. Dobijeni rezultati pokazuju da smanjenjem poroznosti sloja do vrednosti od 0,65 dolazi do smanjenja vrednosti stagnantne toplotne provodljivosti, što može da se objasni smanjenjem zapremine pora, odnosno vazduha, koji aktivno učestvuje u procesu prenošenja toplote kroz porozni sloj. Smanjenjem veličine poroznosti ispod 0,65 dolazi do porasta vrednosti toplotne provodljivosti, što se objašnjava time da dominantni način u prenošenju toplote postaje kondukcija kroz čvrstu i gasovitu fazu. Stagnantna toplotna provodljivost, kao i njena zavisnost poroznosti, polazne su osnove u matematičkom modeliranju procesa sagorevanja balirane biomase po principu „cigaretnog” sagorevanja, a takođe mogu biti veoma značajni pri analizi mogućih konstrukcionih izmena na ložištu, koje radi na ovom principu.
0350-218X, 38 (2012), 3, 291-302 preuzimanje -
Numerička optimizacija procesa u ložištu sa aspekata emisije NOx i efikasnosti energetskog kotla
abstraktRazvijen je matematički model, namenjen za predviđanje procesa u energetskim parnim kotlovima TE Kostolac B tangencijalno loženim sprašenim lignitom. Model je primenjen za numeričku analizu rada kotla radi smanjenja emisije NOx, uz istovremeno održavanje visokog stepena korisnosti kotla. Kompleksni dvofazni tok gas-čestice modeliran je Ojler-Lagranževim pristupom. Povezivanje faza je ostvareno kuplovanjem pomoću PSI-Cell koncepta. Radi ostvarivanja željenih analiza, ugrađen je pod-model formiranja/destrukcije NO, unutar složenog koda za sagorevanje, koji se koristi za predviđanje emisije na izlazu iz ložišta. Modelirani su termički i gorivi NO, kao najuticajniji oksidi azota pri sagorevanju ugljenog praha. Proračunski program je razvijen radi lakše upotrebe od strane inženjerskog osoblja prilikom analiza procesa u kotlovskim postrojenjima. Numeričke simulacije su izvršene za različite radne uslove kotla, prilikom loženja lignitom sa kopa Drmno. Suprotstavljeni zahtevi a smanjenjem emisije i efikasnim sagorevanjem, sa osvrtom na bezbedan rad pregrejača pare često zahtevaju rad kotla u uskim granicama radnih parametara, koji su utvrđeni pomoću termičkog proračuna kotla.
0350-218X, 39 (2013), 1-2, 61-74 preuzimanje