Розробка стабілізаторних пальників для спалювання альтернативних газових палив
Вантажиться...
Дата
2023-05
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Загальний об’єм дисертаційної роботи становить 149 сторінок тексту і включає 67 рисунків, 1 таблиця; 2 додатки; кількість використаних джерел – 89.
Актуальність теми.
В енергетиці та промисловості України експлуатується значна кількість енергетичних та промислових об′єктів – котлів, печей, підігрівачів, сушил, газотурбінних установок тощо, які для своєї роботи потребують газове паливо – природний газ.
Сучасний рівень розвитку промисловості та енергетики України ставить в якості однієї з найважливіших проблем удосконалення енергозберігаючих технологій, підвищення ефективності використання сировини та палива.
Враховуючи високу ціну імпортного природного газу, низьку забезпеченість потреб енергетики, промисловості та комунального господарства України у природному газі власних родовищ, а також низьку енергетичну ефективність використання хімічної енергії, актуальною проблемою є вирішення задачі заміни витрат висококалорійного природного газу низько – та середньо калорійними газовими паливами природнього, та штучного походження
В установках для використання палива дуже жорсткі вимоги висуваються до пальникових пристроїв. Вони повинні забезпечувати високу повноту вигорання палива, стійке горіння при високих швидкостях потоку, що набігає, надійне запалювання факелу, можливість утворення рівномірного температурного поля в камері, малий гідравлічний опір.
Цим вимогам в значній мірі можуть відповідати мікрофакельні пальникові пристрої, горіння палива в яких відбувається внаслідок за погано обтічними тілами – стабілізаторами різноманітної форми і розміру. Такі пальникові пристрої розробляються на кафедрі теплової та альтернативної енергетики НТУУ «КПІ».
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у пріоритетному напрямку “Енергетика та енергоефективність” за темою 4.01 "Розробка методів та засобів підвищення ефективності обладнання теплових електростанцій та газотурбінних установок " 2016-2020р.р. (Д/р №0116U005215).
Мета і задачі дослідження.
Мета дослідження - розробка рекомендацій щодо конструкції стабілізаторного пальникового пристрою з комбінованим горінням газу для спалювання низькореакційних газових палив штучного або природного походження.
Поставлена мета досягається вирішенням наступних задач:
− аналіз впливу вмісту баластних домішок на теплотехнічні та фізико-хімічні характеристики забаластованих газів;
− аналіз умов реалізації стабільного горіння гомогенних сумішей з врахуванням концентраційних границь запалювання;
− визначення особливостей розвитку вільного газового факела в нерухомому середовищі, в ламінарному та турбулентному потоці
− визначення особливостей горіння дифузійного факела при примусовій подачі суміші палива та окисника в зону горіння за стабілізатором;
− визначення особливостей горіння низькореакційних газів за стабілізатором при подачі альтернативного палива поперечними струменям в обтікаючий стабілізатор набігаючий повітряний потік, а чергового палива – в зону рециркуляції;
− визначення особливостей горіння низькореакційних газів за стабілізатором при подачі альтернативного палива поперечними струменям в обтікаючий стабілізатор набігаючий повітряний потік, а чергового палива – струменями в уступ.
Об’єкт дослідження – процеси спалювання метановміщуючих газових палив в пальникових пристроях стабілізаторного типу.
Предмет дослідження - визначення закономірностей впливу конструктивних і режимних факторів на процеси горіння альтернативних газових палив в комбінованих пальникових пристроях стабілізаторного типу.
Методи дослідження – експериментальні дослідження дифузійного горіння альтернативних газових палив. Вогневі випробування на моделях пальникових пристроїв при спалюванні газових палив різного складу. Теоретичні дослідження з використанням сучасних методів математичного та комп′ютерного моделювання.
Експериментальні дослідження виконуватимуться на дослідних стендах кафедри ТАЕ за існуючими методиками з використанням відповідних приладів та стендового обладнання.
Наукова новизна одержаних результатів.
• розширено відомості щодо впливу полюантів на фізико-хімічні властивості забаластованих газів;
• розширено відомості щодо впливу полюантів на характеристики горіння вільного дифузійного факелу;
• отримано експериментальні дані із спалюванням забаластованих газів в моделях стабілізаторних мікрофакельних пальниках;
Практичне значення одержаних результатів.
Результати і висновки магістерської роботи можуть бути використані при розробці стабілізаторних пальникових пристроїв з комбінованим спалюванням газу.
Апробація результатів дисертації.
Матеріали магістерської роботи та її основні положення докладались і обговорювались на
1. XХ Міжнародній науково-практичній конференції аспірантів і студентів «Сучасні проблеми наукового забезпечення енергетики» 26-28.04.2023 р. (Україна, м. Київ, НТУУ «КПІ», ННІ АТЕ, каф. ТАЕ).
Публікації.
Матеріали магістерської роботи та її основні положення представлені в статті
1. О.Ю. Черноусенко, Л.С. Бутовський, О.С. Мороз, Ю.О. Бетін, Д.І. Хілімончук. Розробка та дослідження дифузійно-стабілізаторного пальника з нішею / Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування устаткування - Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Power and Heat Engineering Processes and Equipment. : зб. наук. пр. / Нац. техн. ун-т «Харків. політехн. ін-т». — Харків : НТУ «ХПІ», 2023 (у друку).
Опис
Ключові слова
Низькореакційні газові палива, метановмістний газ, баластна домішка, дифузійний факел, стабілізаторний пальник, комбіноване спалювання, low-reaction gas fuels, methane gas, ballast mixture, diffuse flame, stabilyser burner, combined combustion
Бібліографічний опис
Халімончук, Д. І. Розробка стабілізаторних пальників для спалювання альтернативних видів палива : магістерська дис. : 144 Теплоенергетика / Халімончук Дмитро Іванович. – Київ, 2023. – 151 с.