CC BY
3
4.Литвиненко Р.С., Павлов П.П., Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш. Оценка технического уровня сложных систем на этапе разработки. // Вестник машиностроения. 2015. № 6. С. 35-39.
5.Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Ячеечная модель фазового перехода в сферической капле при охлаждении. //Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 8. С. 71-74.
6.Лаптев А.Г., Мисбахов Р.Ш., Лаптева Е.А. Численное моделирование массопереноса в жидкой фазе барботажного слоя термического деаэратора. // Теплоэнергетика. 2015. № 12. С. 76.
7.Reshetnikov A.P., Ivshin I.V., Denisova N.V., Safin A.R., Misbakhov R.S., Kopylov A.M. Optimization of reciprocating linear generator parameters. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31403-31414.
8.Safin A.R., Ivshin I.V., Kopylov A.M., Misbakhov R.S., Tsvetkov A.N. Selection and justification of design parameters for reversible reciprocating electric machine. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31427-31440.
9.Гибадуллин Р.Р., Цветков А.Н., Мисбахов Р.Ш., Денисова Н.В. Разработка испытательного стенда для электрических машин возвратно-поступательного действия, работающих в тяжелых условиях. // В сборнике: ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Сборник материалов I всероссийской научно-практической конференции. 2014. С. 37.
10.Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Интенсификация теплообмена в теплообменном аппарате с помощью луночных интенсификаторов. //Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2014. № 9-10. С. 31-37.
Кувшинов Н.Е.
инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань СГОРЕНИЕ СУБТИЛЬНОГО КАРБОЛЕИНА Аннотация: В данной статье рассматривается сгорение субтильного карболеина.
Ключевые слова: Топливо, струя, потоки воздуха, эжектирующую способность, корень факела.
Kuvshinov N.E. engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan
BURNING OF THE SABLE CARBOLINE Annotation: In this article, the burning of a subtle carbolein is considered. Keywords: fuel, jet streams of air, ejecting ability of the root flare.
Топливовоздушная смесь поступает в топку в виде прямоточных или закрученных струй. Для воспламенения распыленного жидкого топлива необходимо испарить некоторую его часть и подогреть смесь паров топлива с окислителем до температуры горения. В начальный период (при розжиге горелки) теплота подводится от специального газового запальника (при отсутствии газового топлива - от автономных источников теплоты). Запальник отключается после достижения стабильного процесса горения. В дальнейшем воспламенение вновь поступающих порций топлива и устойчивое их горение происходит за счет двух источников теплоты: теплового излучения из ядра факела и от стен топочной камеры и, в большей степени, конвективного нагрева при перемешивании свежей топливовоздушной смеси с горячими топочными газами.
Прямоточная струя имеет небольшой угол раскрытия и вялое перемешивание капель топлива с потоком воздуха. Образовавшаяся топливовоздушная смесь нагревается высокотемпературными продуктами сгорания, рециркулирующими от наружной образующей горячего факела к устью горелки. Воспламенение в мазутном прямоточном факеле происходит с внешней границы струи свежей топливовоздушной смеси и распространяется вглубь струи.
Закрученная струя имеет больший угол раскрытия и большую интенсивность перемешивания капель топлива с окислителем, а также большую эжектирующую способность. Рециркуляция раскаленных продуктов горения к свежей топливовоздушной смеси (к корню факела) происходит как с наружной образующей горящего факела, так и внутри факела, в зоне обратных токов.
Воздух *
Хо х, М
Рис. 1. Условие стабильного положения фронта воспламенения На рис. 2. показана структура развития диффузионного факела. Он условно делит факел на зоны. В зоне I осуществляется подвод
турбулизированного потока воздуха к распыленному потоку мазута. В зоне II происходит активное перемешивание капель топлива с воздухом, подогрев основной массы капель топлива до температуры испарения, частичное испарение наиболее мелких капель. Именно в этой зоне происходит распределение топлива по сечению факела. Границей зоны II является та часть факела, где прекращается действие сил инерции капель топлива, определяемых их массой и той скоростью, которую они имели на выходе из форсунки. Дальнейшее движение капель происходит вследствие воздействия на них движущегося потока смеси газов и воздуха. В зоне III полностью испаряются мелкие капли топлива, частично - более крупные; смесь паров топлива и окислителя воспламеняется и сгорает в кинетической области. При этом практически мгновенно выделяется до 50....70 % тепловой энергии топлива.
Рис. 2. Структура диффузионного факела: 1 - воздухоза-кручивающий аппарат; 2 - форсунка; I____VII - условные зоны факела [33]
Протяженность области кинетического горения определяется тонкостью распыливания и равномерностью распределения капель по сечению факела. Количество выделяющейся теплоты и развивающаяся при этом температура определяют скорость испарения и время подогрева топливовоздушной смеси до воспламенения в зонах II, III и последующих. В зоне IV происходит окончательное испарение всех капель и одновременное горение паров топлива, причем пары горят вокруг каждой отдельной капли. Горение в этой зоне переходит в диффузионную область .
Перемешивание в зоне IV достаточно интенсивно: крупномасштабная турбулентность, значение которой зависит от энергии воздушного потока на выходе из воздухонаправляющего устройства, имеет еще высокий уровень. В этой зоне горящий факел расчленяется на отдельные очаги горения. Происходит это в результате возникновения в турбулентном потоке объемов с большей концентрацией топлива и с отсутствием топлива. Такая структура факела приводит к неполному сгоранию топлива. Основное влияние на выравнивание соотношения топливо-воздух по сечению факела оказывают крупномасштабные пульсации - взаимодействия между горящими и
негорящими вихревыми образованиями факела. В зоне V продолжается взаимодействие вихревых образований и выгорания топлива. Горят пары топлива, не сгоревшие в предыдущей зоне, а также тяжелых углеводородов, сажа и коксовые частицы, образовавшиеся в зонах III и IV в результате перегрева капель при испарении. Горение глубоко диффузионное.
Существенную роль при таком горении играет как крупномасштабная, так и мелкомасштабная турбулентность потока. Перемешивание крупных объемов и массообмен во всем сечении факела обеспечивается крупномасштабной турбулентностью. Степень выгорания топлива в этой зоне определяется равномерностью распределения топлива по сечению факела, достигнутой в зоне II. Протяженность зоны V (в конце ее выгорает 98...99% топлива) зависит также от структуры турбулентности в этой зоне и от коэффициента избытка воздуха в зоне I. Увеличение последнего ускоряет процесс диффузионного выгорания. В зоне VI происходит диффузионное дожигание твердой фазы. Полное дожигание твердых частиц затруднено по двум причинам: низкая температура в конце факела (1000...1200°С) и отсутствие мелкомасштабной турбулентности. Поэтому абсолютно полное сгорание жидкого топлива в факеле практически недостижимо; неполнота горения (механическая) для конкретных топливосжигающих установок нормируется.
Использованные источники:
1.Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Обоснование рациональной схемы управления тяговым электроприводом трамвая на основе разработки имитационной модели. // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 3. С. 19-22.
2.Иванов Д.А., Савельев О.Г., Мисбахов Р.Ш. Система мониторинга и количественного контроля гололедообразования на проводах воздушных линий электропередачи. // В сборнике: Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи материалы IV российской молодежной научной школы-конференции: в 2 томах. Томский политехнический университет. 2016. С. 334-336.
3.Москаленко Н.И., Мисбахов Р.Ш., Багаутдинов И.З., Локтев Н.Ф., Додов И.Р. Определение ингредиентного состава атмосферных выбросов продуктов сгорания турбореактивного двигателя методом тонкоструктурной спектрометрии. // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2016. № 3. С. 116-121.
4.Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Власов С.М., Ляпин А.И., Мисбахов Р.Ш., Силов И.Ю., Муртазин А.И. Разработка методов снижения нестабильности циркуляционной воды сопряженной системы оборотного охлаждения ТЭС. // Теплоэнергетика. 2016. № 10. С. 73-80.
5.Lizunov I.N., Misbakhov R.S., Bagautdinov I.Z., Naumov O.E., Ivanov V.V. A mathematical model of the distribution transformer substation in matlab simulink. // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Т. 11. № 5. С. 1128-1135.
