В данной работе выполнено численное моделирование процесса охлаждения высокотемпературных продуктов сгорания при их движении в насыпном (гранулированном) фильтре активного охлаждения, когда материал гранул фильтра может испаряться, способствуя тем самым более интенсивному охлаждению продуктов сгорания. В качестве материала гранул использовался карбонат магния. При его нагреве происходит газификация с образованием пористой шлаковой оболочки, которая сублимируется при более высокой температуре. Физическую модель такой сферической гранулы можно представить в виде центрального ядра, состоящего из карбоната магния, окруженного пористой шлаковой сферической оболочкой, через которую фильтруются газообразные продукты газификации ядра. Задача распространения тепла в каждой грануле сводится к решению задачи Стефана, когда при заданной температуре на поверхности сферы появляется фронт газификации, движущийся внутрь твердого материала. Полагалось, что продукты сгорания представляют собой совершенный газ, продуваемый через фильтр. Для расчета его движения применялась противопотоковая LU разностная схема второго порядка точности, обладающая TVD свойствами.

Результаты расчетов при различных значениях основных параметров фильтра и для двух различных конструктивных схем позволяют сделать вывод о достаточно высокой эффективности таких охлаждающих фильтров.

The numerical modeling of cooling process of high-temperature combustion products at their movement in bulk of granular filter of active cooling is investigated. The active cooling is evaporation of the granule material and in this case takes a place more intensive cooling of combustion products in the filter. As the material of granules was used the carbonate of magnesium. At its heating takes a place process of gasification and formation of a porous slag shell which sublimates at higher temperature. The physical model of such spherical granule can be presented as the central part consisting of the carbonate magnesium surrounded with the porous slag spherical shell through which gaseous products of gasification of the central part are filtered. The problem of distribution of heat in each granule is Stefan problem when at the given temperature on the surface of sphere there is the front of gasification moving inside of the bulk of material. It is assumed that combustion products are the perfect gas moving in the filter. The upwind difference scheme of the second order of the accuracy with TVD properties was applied to calculation of the movement of gas.

The results of calculations at various values of key parameters of the filter for two various constructive scheme allow to draw a conclusion about enough high efficiency of such cooling filters.