Дисертації та автореферати
Постійне посилання на фонд
У фонді розміщено автореферати дисертацій та дисертації, захищені в КПІ ім. Ігоря Сікорського.
Переглянути
Перегляд Дисертації та автореферати за Автор "Абдулін, Михайло Загретдинович"
Зараз показуємо 1 - 3 з 3
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Вплив параметрів струменево-нішевої системи на робочий процес пальникових пристроїв(2016) Сірий, Олександр Анатолійович; Абдулін, Михайло Загретдинович; теплоенергетичних установок теплових і атомних електростанцій; теплоенергетичний; Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"Документ Відкритий доступ Підвищення ефективності печей малої потужності за рахунок струменево-нішової технології(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Бєтін, Юрій Олексійович; Абдулін, Михайло ЗагретдиновичБєтін Ю.О. Підвищення ефективності печей малої потужності за рахунок струменево-нішевої технології – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 144 «Теплоенергетика». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2023. Підготовка здійснювалася на кафедрі теплової та альтернативної енергетики Навчально-наукового інституту атомної та теплової енергетики Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». В першому розділі описано засоби організації робочого процесу одного з видів промислових печей – низькотемпературних печей малої потужності. Відмічене, що перспективним є імпульсний режим роботи пальникових пристроїв та печі в цілому. Різноманітність альтернативних видів палива та відповідні відмінності у їх фізичних та хімічних властивостях, у поєднанні з одночасними змінами у конструкції пристроїв перетворення енергії необхідність скорочення викидів, створюють серйозні проблеми для організації ефективного спалювання. На кафедрі теплової та альтернативної енергетики інституту атомної та теплової енергетики Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» протягом декількох десятків років розробляються пальникові пристрої на основі струменево-нішевої технології з мікродіфузійним механізмом спалювання, які характеризуються високим рівнем економічності, екологічної безпечності та надійності. Одним із основних напрямків підвищення теплової ефективності вогнетехнічного обладнання є використання нових прогресивних технологій спалювання палива. Висновки. На основі приведеної інформації можна зробити такі висновки: 1. Для створення та модернізації існуючих ВО основним інструментом є ПП на основі технології спалювання яка відповідає всім вимогам економічності, екологічної безпеки та надійної роботи ВО. 2. Струменево-нішева технологія дає змогу модернізувати низькотемпературні печі малої потужності. У другому розділі описана методологія та методика проведення досліджень на наступних експериментальних стендах в лабораторних умовах та промислових об’єктах: промислова піч із випікання кексів на фабриці «Хаас-Майнке» в Копенгагені (Данія); піч випалення вапна КМ-14 на ММК ім. Ілліча у Маріуполі; промислова піч із випікання вафельного листу на фабриці «Домінік» в Полтаві. Висновки. Були описані конструкції та методики іспитів на експериментальних стендах. Обчислені похибки вимірювань. У третьому розділі описана конструкція та робочий процес печі з випікання кексів на датської фабриці «Хаас-Майнке». Для оцінки ефективності роботи печі і складання її теплового балансу було виміряно ряд узгоджених параметрів: витрата газу на різних технологічних режимах роботи печі; температура продуктів згоряння на виході з печі; температура холодного повітря на вході в піч; температура повітря на вході рециркуляційного вентилятора; температура повітря на вході модуля нагріву; аналіз відпрацьованих газів: СО та NОх, а також температури відхідних газів. На основі графічних матеріалів показано, що кожному часовому інтервалу режиму відповідає певна кількість, ідентичних між собою циклів. Кожен із циклів включає три характерні зони, що відповідають певним значенням коефіцієнта надлишку повітря. Аналіз отриманих даних дозволив вирахувати втрати метану і також викиди чадного газу на кожному із досліджуваних режимів. Висновки. Аналіз отриманих даних показав, що існуючий ПП з закруткою потоку окислювача, який працює в імпульсному режимі (періодичне включення на вимикання ПП автоматикою печі, або переривчасте опалення печі, для підтримки необхідної технологічної температури у топковому просторі печі) в процесі роботи має великі втрати чистого метану від 10% до 40% в переліку на годинний інтервал. Також були зафіксовані наднормативні викиди чадного газу СО. В четвертому розділі на підставі досліджень описаних в третьому розділі, проведено розрахунок максимального навантаження ПП при технологічної температурі 250 °С (максимальний по витраті газу режим роботи печі). Показано, що існуючий ПП не відповідає своїм паспортним даним. Це вказує на необхідність його заміни, чи модернізації. В якості альтернативи розглянуто близький за тепловою потужністю пальник СНТ-11, що реалізує струменево-нішеву технологію спалювання газу на машині з випалу вапна КМ-14 на ММК ім. Ілліча, де було задіяно шість пальників СНТ-11, та проведені їх іспити. В результаті обробки результатів випробувань побудовано витратну характеристику ПП СНТ-11, згідно якої видно, що діапазон стійкої роботи одиничного ПП СНТ-11 становить від 1 м. куб/год до 40 м. куб/год. При порівнянні витратних характеристик ПП СНТ-11 з існуючим штатним ПП кекс-печі фабрики ХААС МАЙНКЕ показано, що при заміні даного штатного ПП на пальник СНТ можлива економія палива до 40% на перехідних режимах роботи печі. Висновки. Досліджено роботу базового модуля пальників СНТ на мінімальних режимах по потужності. Визначено критичні геометричні параметри прямокутного модуля ПП при яких треба переходити до циліндричної форми пілону. В розділі п’ять приведено конструкція та опис робочого процесу печей по виготовленню вафельного листа фабрики ХААС (м. Відень) та фабрики Домінік (м. Полтава). Було виявлено, що застосування мікрофакельних пальників призводять до ряду суттєвих недоліків, таких як: локальний перегрів вафельниць (нерівномірності прогрівання вафельниць, брак готової продукції), перегрів та руйнування підшипників коліс вафельниць (може призвести до зупинки роботи машини). Також були зафіксовані надмірні викиди чадного газу. Висновки. Враховуючи виявлені недоліки розглянутих печей було запропоновані методи вирішення виявлених проблем: запропоновано схему модернізації даних печей на основі струменево-нішевої технології. Виконано попередній розрахунок базового пальника необхідного для модернізації. В шостому розділі дисертаційної роботи були розглянуті методи усунення недоліків організації топкових процесів в печах GOCMEN и HAAS, та проведено вибір альтернативних ПП. Проведеним розрахунком було показано, що потужність модуля СНТ-11 надвелика, а зниження його геометричних розмірів для зменшення потужності, обмежено критичною шириною ПП, що дорівнює 50 мм, внаслідок руйнування рівномірності течії внаслідок крайових ефектів. Ця обставина призводить до необхідності переходу до пальника циліндричної форми, де крайові ефекти відсутні. Для вибору оптимальних параметрів ПП було проведено математичне моделювання, на основі якого було створено кілька ПП циліндричної форми і проведені дослідження з метою вибору оптимального ПП. В процесі іспитів було виявлено мінімальний критичний розмір і критичний кут співвідношення струменів газу. Була підібрано оптимальна конфігурація амбразури ПП та виявлено її вплив на форму та довжину факелу. Висновки. Таким чином досліджено організацію топкових процесів в печах: а) де пальниковий пристрій працює в імпульсному режимі; б) та в печах де застосовується мікрофакельна технологія спалювання. Виявлені характерні особливості роботи цих печей та запропоновані шляхи підвищення ефективності організації топкового процесу. Результати дисертаційної роботи були випробувані та затверджені до використання на агломераційної фабриці ММК ім. Ілліча (м. Маріупіль) та у австрійської компанії-виробнику пекарських печей «HAAS FOOD EQUIPMENT GmbH».Документ Відкритий доступ Підвищення рівня ефективності роботи вогнетехнічних об'єктів на основі струменево-нішевої технології(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Куник, Арсен Андрійович; Абдулін, Михайло ЗагретдиновичКуник А.А. Підвищення рівня ефективності роботи вогнетехнічних об'єктів на основі струменево-нішевої технології – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 144 «Теплоенергетика». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. Підготовка здійснювалася на кафедрі теплової та альтернативної енергетики Навчально-наукового інституту атомної та теплової енергетики Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Перед промисловістю та енергетикою стоїть декілька важливих задач, які потребують якнайшвидшого вирішення. Однією з таких задач є забезпечення надійної та ефективної роботи вогнетехнічних об’єктів на промислових та комунальних підприємствах, особливо в сучасних умовах. Диверсифікація паливного господарства розглядається як один із пріоритетних напрямків для забезпечення надійності та ефективності функціонування систем. Вона сприяє підвищенню економічності та стійкості технологічних процесів, а також забезпечує гарантії стабільного паливопостачання. Зокрема, наявність можливості тимчасового переходу на альтернативні види палива є необхідною умовою для мінімізації ризиків, пов'язаних з перебоями у постачанні основного палива. У першому розділі дисертації описано нинішній стан різних видів вогнетехнічних об’єктів, їх паливну базу в світі та Україні. Проаналізовано тенденції до застосування нових видів палива, а також проблеми, що виникають при використанні сучасних основних видів палив, та підходи до їх вирішень. Проведено аналітичне дослідження технологій спалювання, сформовано список вимог до технологій спалювання для реалізації на ній комбінованих та універсальних пальникових пристроїв. З точки зору конструкції пальникових пристроїв та вогнетехнічних об’єктів та підприємств в цілому, розглянуто вплив застосування різноманітних видів палив на робочий процес пальникових пристроїв. А також, проведено аналіз відмінностей у фізичних та хімічних властивостях цих палив, можливі змінами у конструкції пальникових пристроїв задля підвищення ефективності спалювання та скорочення викидів шкідливих речовин. Взято у врахування інші серйозні проблеми для організації ефективного спалювання. Струменево-нишеві системи займають особливе місце серед спалювальних технологій, здатних працювати з різноманітними видами палива у різних станах. Зазначені технології та створені на їх основі пальникові пристрої вирізняються багатьма вигідними властивостями, наприклад, забезпечують стабільне горіння в широкому діапазоні навантажень та мінімізують гідравлічний опір потоку окиснювача. Для успішного розвитку та поширення таких технологій необхідне детальне вивчення закономірностей горіння, що проявляються при їхній реалізації. Протягом кількох десятиліть на кафедрі теплової та альтернативної енергетики Інституту атомної та теплової енергетики НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського» ведеться розробка пальникових пристроїв на базі струменевонишевої технології. Ці розробки відзначаються забезпеченням високої економічної ефективності, екологічної безпеки та стабільної роботи. В рамках представленої роботи головним способом диверсифікації паливної бази є вивчення, розробка та інтеграція нового покоління комбінованих пальникових пристроїв. Метою цих пристроїв є підвищення ефективності спалювання як основних видів палива, так і запасних та аварійних варіантів, що типово використовуються на більшості об'єктів теплоенергетики. В першу чергу, розглядається можливість почергового спалювання природного газу та пропан-бутану, без зміни конструкції пальникового пристрою, та тривалої підготовки. Також проведено аналіз застосування домішок високореакційних палив, наприклад водню, для приведення різних видів палива до схожих теплофізичних характеристик коефіцієнта Воббе, температури згорання і т.д. Другий розділ дисертації присвячено опису методологічного підґрунтя та методичних підходів до проведення досліджень, які реалізовувалися як в лабораторних умовах, так і на промислових об'єктах. Детально представлено структуру експериментальних стендів, використані методики випробувань, а також здійснено розрахунок похибок вимірювань. Розроблена комплексна методика дослідження охоплює наступні етапи: 1.) Ряд експериментальних досліджень, та комп’ютерних моделей, що виконувалися задля встановлення закономірностей в робочих процесах одиничних пальникових модулів, які виникають при спалюванні різних видів палива. 2.) Дослідження, для встановлення закономірностей протікання робочих процесів в струменево-нишевих пальникових пристроях, з використанням різних видів палива, та при їх комбінації. 3.) Проведено дослідження, для встановлення з закономірностей протікання робочих процесів в струменево-нишевих пальникових пристроях, при спалюванні сумішей різних видів палив та домішок водню. 4.) Формування на основі CFD моделювання попередніх характеристики пальникових пристроїв, призначених для спалюванні двох та більше видів палива. 5.) Проведення порівняльних аналізів основних характеристик робочих процесів пальникових пристроїв при різних комбінаціях палив, та при спалюванні водневих сумішей з різною концентрацією водню. Третій розділ дисертації присвячено результатам комп’терного моделювання, завдяки якому встановлено діапазони різноманітних конструкційних та режимних параметрів, які необхідно детальніше дослідити в натурних експериментах. Основуючись на результатах комп’ютерного моделювання розроблено лабораторний стенд, а також ряд експериментальних струменево-нишевих модулів з різною комбінацією конструкційних параметрів (діаметру паливоподавальних отворів, відносного кроку між ними, глибини та ширини ніші і т.д.) У четвертому розділі дисертаційної роботи представлено результати оригінальних експериментальних досліджень, що охоплюють широкий діапазон варіацій ключових параметрів. Вперше отримано емпіричні дані щодо процесів течії, сумішоутворення, теплообміну, стабілізації полум'я та вигоряння палива для комбінованих струменево-нишевих пальників. Ці дослідження демонструють можливість ефективного спалювання палив з різними характеристиками без необхідності модифікації конструкції або режиму роботи пальникового пристрою та вогнетехнічного об'єкту. Вперше виконано порівняльний аналіз характеристик для струменевонишевих пальникових при роботі на різних видах палива, підібрані оптимальні конструкційні характеристики для ефективної роботи пальникового пристрою при послідовній роботі на різних видах палива. Знайдено найбільш ефективні режимні і конструкційні параметри струменево-нишевого модуля, для однаково ефективного спалювання як пропанбутану так і природнього газу. Підтверджено можливість створення модульних пальникових пристроїв у широкому діапазоні потужностей з використанням нових струменево-нишевих модулів. В п’ятому розділі дисертаційної роботи досліджено вплив домішок водню на спалювання різних видів палив в новому комбінованому струменевонишевому модулі. Обґрунтовано можливість приведення палив з різною калорійністю завдяки домішкам водню. до більш схожого значення коефіцієнту Воббе. Досліджено вплив домішок водню на процеси горіння та структуру факела, доведено підвищення реакційної здатності палив, скорочення викидів СО, а також довжини факелу завдяки застосуванню домішок водню. За результатами дисертаційних досліджень сформовано ряд висновків: 1. Для диверсифікації паливної бази існуючих ВО ефективним інструментом є встановлення пальникові пристрої на основі струменево-нишевої технології спалювання, яка відповідає всім вимогам економічності, екологічної безпеки та надійної роботи ВО. 2. Струменево-нишева технологія дає змогу зручно підбирати конструктивні параметри та параметри робочого процесу, щоб мати змогу працювати на пересіченні ефективних меж (пересічення концентраційних меж та стехіометричних параметрів) двох і більше видів палива. 3. Сформовано підходи до створення комбінованих пальникових пристроїв, здатних спалювати два та більше види палива без втручання в їх конструкційну частину, з загальними трактами та схожими режимними параметрами. 4. Визначено можливості домішок водню до підвищення реакційної здатності пропан-бутану та природного газу, а також до приведення цих двох палив до більш схожих теплофізичних характеристик.