CC BY
66
3. ТЕХНОЛОГИЯ ТА УСТАТКУВАННЯ
ш
нлты
ы КРАЖИ «bJHTÜ» ,
ttl/IVB
Науковий BicH и к Н/1ТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua
https://doi.org/10.15421/40280320 Article received 23.03.2018 р. Article accepted 26.04.2018 р.
УДК 536.24:533
ISSN 1994-7836 (print) Ш1 ISSN 2519-2477 (online)
@ El Correspondence author N. M. Fialko nmfialko@ukr.net
М. З. Абдулт12, Н. М. Фiалко1, О. Б. Тимощенко1, О. А. арий2, Ю. В. Шеренковський1, €. 1. Млко1, А. А. Озеров1, А. В. Клщ1, Н. М. Ольховська1, Л. Я. Швецова1
1 1нститут техтчног теплофiзики НАН Украгни, м. Кигв, Украгна 2 Нацюнальний техтчнийутверситет Украгни "Кигвський полШехтчний тститут iм. 1горя Сторського", м. Кигв, Украгна
ТЕМПЕРАТУРН1 РЕЖИМИ ЗОН ЗВОРОТНИХ ТОК1В У БЛИЖНЬОМУ СЛ1Д1 ЦИЛ1НДРИЧНИХ СТАБ1Л1ЗАТОР1В ПОЛУМ'Я
Наведено результата експериментальних дослщжень теплового стану мжрофакельних пальникових пристро!в з цилш-дричними стабшзаторами полум'я. Встановлено особливоси формування температурних режимiв i геометричних характеристик зон зворотних тоюв у закормовiй дiлянцi цилшдричних стабiлiзаторiв. Проаналiзовано закономiрностi впливу конструктивних i режимних чинниюв на основнi параметри процесу спалювання в розглядуваних пальникових пристроях. Наведено данi щодо залежноста довжини зон зворотних токiв у закормових дшянках цилшдричних стабiлiзаторiв полум'я та величини температур у них ввд таких режимних параметрiв процесу спалювання, як величина швидкоста потоку повпря на входi в канал i коефщент надлишку повiтря. Встановлено, що зi збшьшенням швидкостi повпряного потоку протяжнiсть зони зворотних тоюв зростае, вплив же коефщента надлишку повпря мае протилежний характер: довжина зони зворотних токiв i р1вень температур у них зменшуються зi зростанням коефiцiента надлишку повiтря. Певну увагу придшено досль дженню особливостей змши теплового стану i протяжной зон зворотних токiв за стабшзаторами полум'я ввд величини ввд-носного кроку розташування газоподавальних отвор1в. Зазначено, що з огляду на шжектуючу даю струмин паливного газу ввдбуваеться скорочення довжини зон зворотних тоюв зi збшьшенням вказаного вдаосного кроку.
Ключовi слова: температурш режими; цилшдричш стабiлiзатори полум'я; зони зворотних тоюв; пальниюж пристро!.
Вступ. Серед сучасних тенденцш розвитку кому-нально! енергетики Укра!ни видiляються так1, як засто-сування високоефективних технологiй утилiзацi! тепло-ти (Fialko, Zimin, Dubovskoi, 2000; Dolinskii et al., 2014; Zimin, Fialko, 2008; Fialko et al., 2000, 2003, 2014a), ви-користання вiдновлюваних джерел енергп (Heletukha, 2017a, 2017b), застосування сучасних пальникових при-ладiв (Fialko et al., 2010a, 2010b, 2011a, 2011b, 2012, 2014b). Щодо останшх, то тут на особливу увагу заслу-говуе впровадження пальников стабiлiзаторного типу. Для вогнетехшчних об'eктiв порiвняно невелико! по-тужносп доцiльним е застосування пальникових прис-тро!в з цилiндричними стабiлiзаторами полум'я, особ-
ливо в умовах, коли необхщно забезпечити рiвномiр-нiсть теплотдводу по топковому простору (FiaIko et а1., 2012, 2014с, 2014d, 2016, 2017). Зазначет пальниковi пристро! мають ряд переваг порiвняно iз традицшними пальниками iз плоскими стабiлiзаторами полум'я, го-ловним чином завдяки ввдсутносп рiзноманiтних втрат, зумовлених к1нцевими ефектами. З огляду на потреби практики щодо проектування таких пристро!в важливи-ми е дослвдження процесiв переносу за цих умов. При цьому на особливу увагу заслуговуе вивчення цих про-цесiв у зонах зворотних тошв за стабiлiзаторами полум'я. Зокрема, значний iнтерес становлять дослвджен-ня теплового стану цих зон залежно вiд змiни рiзних
lнформaцiя про aBTopiB:
Абдулiн Михайло Загретдинович, канд. техн. наук, ст. наук. ствробЬник 1нституту техшчноТ теплофiзики НАН УкраТни; доцент,
кафедра ТЕУ Т та АЕС. Email: mzabdulin@gmail.com Фiaлко Нaтaлiя Михaйлiвнa, д-р техн. наук, професор, член-кореспондент НАН УкраТни, завщувач вдошу.
Email: nmfialko@ukr.net Тимощенко Олексaндрa Борисiвнa, мол. наук. ствробЬник. Email: nmfialko@ukr.net Сiрий Олексaндр Анaтолiйович, канд. техн. наук, ст. викладач. Email: seruy_Alex@i.ua Шеренковський Юлiй Влaдислaвович, канд. техн. наук, пров. наук. спiвробiтник. Email: j_sher@ukr.net Мiлко €вген lвaнович, ст. наук. спiвробiтник. Email: nmfialko@ukr.net Озеров Андрш Альбертович, наук. ствробггник. Email: nmfialko@ukr.net Клiщ Андрш Володимирович, мол. наук. спiвробiтник. Email: andrik2008@i.ua Ольховськa Нiнa Миколaíвнa, наук. ствробЬник. Email: nmfialko@ukr.net Швецовa Людмилa Якимiвнa, мол. наук. спiвробiтник. Email: nmfialko@ukr.net
Цитувaння 3a ДСТУ: Абдулш М. З., Фiалко Н. М., Тимощенко О. Б., Сiрий О. А., Шеренковський Ю. В., Мтко 6. I., Озеров А. А., Клщ А. В., Ольховська Н. М., Швецова Л. Я. Температуры режими зон зворотних тоюв у ближньому сл^ цилшдричних стабiлiзаторiв полум'я. Науковий вкник НЛТУ УкраТни. 2018, т. 28, № 3. С. 97-100. Citation APA: Abdulin, M. Z., Fialko, N. M., Timoshchenko, A. B., Seryi, A. A., Sherenkovskii, Yu. V., et al. (2018). Temperature Regimes of Backflow Zones in the Near Trail of Cylindrical Flame Stabilizers. Scientific Bulletin of UNFU, 28(3), 97-100. https://doi.org/10.15421/40280320
конструктивних i режимних параметрш.
Мета роботи - встановити закономiрностi змiни температурних режимiв зон зворотних токiв у закормо-вiй дiлянцi цилiндричних стабiлiзаторiв полум'я.
Виклад основного матер1алу. Розглянемо пальнико-вий модуль, що представляв собою круглий канал, в яко-му розмщуеться цилiндричний стабiлiзатор (рис. 1). На стабiлiзаторi по колу розташоваш круглi отвори для по-дачi паливного газу (пропан-бутану) у зносячий потж по-вiтря. Геометричш характеристики дослiджуваного паль-никового модуля там: Lст = 200 10-3 м; Ll = 13,5 • 10-3 м; D = 53 10-3 м; = 33 • 10-3 м; 50 = 81 = 2,510-3 м; d = 210-3 м.
Пiд час проведення експерименив у вiдносно широких межах змшювалися такi величини: вiдносний крок розташування газоподавальних отворiв S/d - вiд 3,2 до 5,0; швидмсть повiтряного потоку на входi в канал ип -вщ 5 до 10 м/с i коефщент надлишку повiтря а - вщ 2,24 до 6,72. Для визначення розмiрiв зон зворотних то-кiв у закормовiй дiлянцi стабшзатора використовували метод вiзуалiзацil течп за допомогою солей натрiю. Ви-мiрювання температури в зонi зворотних тоив здшсню-вали хромель-алюмелевою термопарою з дiаметром королька 1,510-3 м.
Рис. 1. Схема (а) 1 поздовжнш перер1з (б) пальникового пристрою з цил1ндричним стабшзатором полум'я: 1) круглий канал; 2) цил1ндричний стабшзатор полум'я; 3) газоподавальн отвори
У табл. та на рис. 2 наведено характерш результати виконаних експериментальних дослщжень, якi стосу-ються геометричних характеристик зон зворотних тоив за стабiлiзатором полум'я та температурних полiв у цих зонах.
Рис. 2. Конфкуращя границь зон зворотних тошв i поля температур у ближньому слiдi цилiндричних стабiлiзаторiв полум'я для pi3™x BapianriB розрахунив: а) Bapianr 1; б) 2; в) 5; г) 6
Табл. Характеристики BapiaHTiB експериментальних дослвджень
№ вар. a ип, м/с S/d, м ¿зт, м t ° С t °С Д^зт, °С Дtх,°С
1 2,24 5 3,2 38 1230 780 440 420
2 2,24 5 5 35 1340 850 490 380
3 6,72 5 3,2 38 1050 760 290 250
4 6,72 5 5 29 1100 780 320 230
5 2,24 10 3,2 42 1250 850 400 350
6 2,24 10 5 40 1370 910 460 380
7 6,72 10 3,2 40 1140 810 330 290
8 6,72 10 5 30 1230 870 360 330
Вщповщно до даних табл., довжина зони зворотних тоив ¿зт залежить вщ вщносного кроку розташування газоподавальних отвор1в S/d, а саме ця зона стае дещо коротшою з1 збшьшенням величини S/d. Так, з1 зростан-ням S/d вщ 3,2 до 5,0 величина ¿зт зменшуеться вщ 38 мм до 29 мм для вар1ант1в досладв 3 i 4. Цей ефект впливу вщносного кроку розташування газоподавальних отвор1в пов'язаний з тим, що його збшьшення спри-чиняе пщвищення шжектуючо! дп струмешв паливного газу, яка полягае у бшьшому залученш навколишнього пов1тря в паливш струмеш. Це призводить до додатко-вого пщвищення ступеня розрщження в зош зворотних
тошв за стабшзатором, а вiдгaк i до змeншeння довжи-ни дано1 зони.
Потpiбно, однак, зазначити, що зaлeжнicть довжини зони звоpотниx тошв Ьзт вiд вeличини Sld e icтотно тiльки за вiдноcно вeликиx знaчeнь а. Як cвiдчaть даш для вapiaнтiв доcлiджeнь 5, б та 7, В, для а = 2,24 вeли-чина Ьзт змeншyeтьcя тiльки на 2 мм, а для а = б,72 - на 10 мм зi збiльшeнням вeличини Sld вiд 3,2 до 5,0.
Щодо впливу швидкоси повiтpя Uп на вeличинy Ьзт, то, як cвiдчaть отpимaнi peзyльтaти доcлiджeнь, зрос-тання Uп зyмовлюe нeзнaчнe збiльшeння пpотяжноcтi зони циркуляцин^ тошв. При цьому цe збiльшeння e icтотним у paзi мeншиx знaчeнь коeфiцieнтa надлишку повiтpя а.
Розгляшмо дaлi peзyльтaти виконaниx доcлiджeнь щодо тeмпepaтypниx полiв у зонax звоpотниx тошв. Згiдно з отриманими даними в циx зонax нaймeншi тeм-пepaтypи tшin cпоcтepiгaютьcя поблизу зривно1 кромки, а нaйбiльшi tinax - у точцi на вга тypбyлeнтного cлiдy, нaйбiльш вiддaлeнiй ввд cтaбiлiзaтоpa полум'я.
Як видно з табл., зi збiльшeнням Sld за шшт piвниx умов тeмпepaтypи i tinax зростають, що, очeвидно, значною мipою пов'язано з вiдмiчeним вищe змeншeн-ням pозмipiв зони звоpотниx тошв, а вiдгaк i з тдви-щeнням ïï тeплонaпpyжeноcтi.
Зaкономipноcтi впливу швидкоcтi потоку повиря Uп на piвнi тeмпepaтyp i tinax мають aнaлогiчний xapa^ тep. Зростання вкaзaниx тeмпepaтyp з пiдвищeнням швидкоcтi Uп пов'язано, головним чином, з додатковою тypбyлiзaцieю потоку в зонax звоpотниx тошв.
Щодо впливу знaчeнь коeфiцieнтa надлишку повиря а на piвнi тeмпepaтyp i то, як свщчать peзyльтa-ти eкcпepимeнтaльниx доcлiджeнь, дай вплив e вeльми значним. Вказаш тeмпepaтypи icтотно змeншyютьcя зi зростанням вeличини а. Як видно з табл., да змeншeння e значшшим за мeншиx швидкоcтeй потоку UI¡.
Хapaктep повeдiнки тeмпepaтypниx полiв у зонax звоpотниx тошв для pозглянyтиx вapiaнтiв доcлiджeнь мae пeвнi загальш оcобливоcтi. Зокpeмa, piвeнь тeмпe-ратур у циx зонax значно зpоcтae з вiддaлeнням вiд тор-повepxнi cтaбiлiзaтоpa. Вздовж гpaницi зони зво-pотниx потоков цe зростання At^ e максимальним для вapiaнтa доcлiджeнь № 2 i мшмальним - для вapiaнтa № 3 i становить вiдповiдно 490 i 290 оС. Щодо збшь-шeння тeмпepaтypи вздовж оci тypбyлeнтного ^ду Atx у зонi звоpотниx тошв, то воно e дeщо мeншим, нiж вздовж гpaницi цieï зони (див. табл.).
Звepтae на ceбe увагу також той факт, що значш зростання тeмпepaтypи з вiддaлeнням вiд торця стабш-затора полум'я нaйicтотнiшe виявляeтьcя поблизу цього торця i crae мeнш виpaжeним у xвоcтовiй чacтинi зони звоpотниx тошв.
Зпдно з peзyльтaтaми виконaниx доcлiджeнь у зонi звоpотниx тошв пepeпaди тeмпepaтypи в попepeчномy напрямку e ютотно мeншими, нiж вздовж ща зони.
Висновки. За peзyльтaтaми виконaниx eкcпepимeн-тaльниx доcлiджeнь вcтaновлeно зaкономipноcтi повe-дiнки тeплового стану та гeомeтpичниx xapaктepиcтик зон звоpотниx тошв у закормовт дiлянкax цилiндpич-нт cтaбiлiзaтоpiв полум'я мiкpофaкeльниx пальнико-вт пристро1в. Bизнaчeно вплив конcтpyктивниx i pe-жимниx пapaмeтpiв пpоцecy спалювання на протяж-нicть зон зворотнт тошв та вeличини тeмпepaтyp у цт зонax. Показано, що зростання вщносного кроку розта-
шування гaзоподaвaльниx отвоpiв i коeфiцieнтa надлишку повиря зyмовлюe змeншeння довжини зон зво-pотниx тошв, а пiдвищeння швидкоcтi повiтpяного потоку, навпаки, збiльшye цю довжину. Щодо тeмпepa-тypниx peжимiв у зонi зворотнт тошв за стабшзато-ром полум'я вcтaновлeно, що зi збiльшeнням ввдносно-го кроку розташування гaзоподaвaльниx отвоpiв S/d i швидкоcтi повiтpяного потоку максимальш знaчeння тeмпepaтyp зростають. Збiльшeння ж вeличини коeфi-цieнтa надлишку повпря призводить до пaдiння цт тeмпepaтyp.
Перелiк використаних джерел
Dolinskii, A. A., Fialko, N. M., Navrodskaia, R. A., & Gnedash, G. A. (2014a). Osnovnye printcipy sozdaniia teploutilizatcionnykh tekhnologii dlia kotelnykh шaloi energetiki. Promyshlennaia teplotekhnika, 36(4), 27-34. [In Russian]. Fialko, N. M., Aronov, I. Z., Navrodskaia, R. A., & Presich, G. A. (2003). Effektivnost priшeneniia kondensatcionnykh teploutilizatorov v sisteшakh teplosnabzheniia. Promyshlennaia teplotekhnika, 25(3), 3б-41. [In Russian]. Fialko, N. M., Butovskii, L. S., Prokopov, V. G., Granovskaia, E. A., Sherenkovskii, Iu. V., Aleshko, S. A., & Kokhanenko, P. S. (2010b). Osobennosti obtekaniia ploskikh stabilizatorov ogranichennyш potokoш. Promyshlennaia teplotekhnika, 32(5), 2б-33. [In Russian]. Fialko, N. M., Butovskii, L. S., Prokopov, V. G., Sherenkovskii, Iu. V., Meranova, N. O., Aleshko, S. A., & Polozenko, N. P. (2011a). Kornpiuternoe шodelirovanie protcessa srneseobrazovaniia v gorelochnykh ustroistvakh stabilizatornogo tipa s podachei gaza vnedrenieш v snosiashhii potok vozdukha. Promyshlennaia teplotekhnika, 33(1), 51-5б. [In Russian]. Fialko, N. M., Goшon, V. I., Navrodskaia, R. A., Prokopov, V. G., & Presich, G. A. (2000). Osobennosti rnetodiki rascheta poverkhnostnykh teploutilizatorov kondensatcionnogo tipa. Promyshlennaia teplotekhnika, 22(2), 49-53. [In Russian]. Fialko, N. M., Maison, N. V., Tyinoshchenko, O. B., Meranova, N. O., Ivanenko, H. V., Yurchuk, V. L., Hanzha, M. V., Donchak, M. I., & Abdulin, M. Z. (201б). Osoblyvosti aerodynarniky palnykovykh prystroiv z tsylindrychnyшy stabilizatorarny polurnia za naiavnosti turbulizatoriv potoku na yikhnikh zryvnykh kroшkakh. Naukovyi visnyk Natsionalnoho universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy. Series: Tekhnika ta enerhetyka APK, 252, 52-б1. [In Ukrainian]. Fialko, N. M., Navrodskaia, R. A., Shevchuk, S. I., Presich, G. A., & Gnedash, G. A. (2014b). Teplovye rnetody zashhity gazootvodiashhikh traktov kotelnykh ustanovok s glubokirn okЫazhdenieш dyшovykh gazov. Sovremennaia nauka: issledovaniia, idei, rezultaty, tekhnologi, 2, 13-17. [In Russian]. Fialko, N. M., Prokopov, V. G., Butovskii, L. S., Sherenkovskii, Iu. V., Meranova, N. O., Aleshko, S. A., Kokhanenko, P. S., & Polozenko, N. P. (2010a). Modelirovanie struktury techeniia izoterrnicheskogo potoka v eshelonirovannoi reshetke ploskikh stabilizatorov plarneni. Promyshlennaia teplotekhnika, 32(б), 28-3б. [In Russian].
Fialko, N. M., Prokopov, V. G., Maison, N. V., Sherenkovskii, Iu. V., Ivanenko, G. V., Abdulin, M. Z., Butovskii, L. S., Olkhovskaia, N. N., Shvetcova, L. A., & Donchak, M. I. (2014c). Osobennosti techeniia i srneseobrazovaniia v rnikrofakelnykh tcilindricheskikh gorelochnykh ustroistvakh razlichnoi rnoshhnosti. Nauchnyi vestnik Natcionalnogo universiteta bioresursov i prirodopolzovaniia Ukrainy. Series: Tekhnika i energetika APK, 194(3), 94-101. [In Russian].
Fialko, N. M., Prokopov, V. G., Sherenkovskii, Iu. V., Aleshko, S. A., Meranova, N. O., Abdulin, M. Z., Butovskii, L. S., & Mirgorodskii, A. N. (2012). Kornpiuternoe rnodelirovanie protcessov perenosa v sisternakh okhlazhdeniia gorelochnykh ustroistv stabilizatornogo tipa. Promyshlennaia teplotekhnika, 34(1), б4-71. [In Russian]. Fialko, N. M., Sherenkovskii, Iu. V., Maison, N. V., Meranova, N. O., Abdulin, M. Z., Butovskii, L. S., Polozenko, N. P., Klishh, A. V.,
Strizheus, S. N., & Timoshhenko, A. B. (2014b). Matematicheskoe modelirovanie protcessov techeniia i smeseobrazovaniia v tcilindricheskom stabilizatornom gorelochnom ustroistve. Vol. 3. Vostochno-Evropeiskii zhurnal peredovykh tekhnologii, 8(69), 4044. [In Russian].
Fialko, N. M., Sherenkovskii, Iu. V., Maison, N. V., Meranova, N. O., Abdulin, M. Z., Butovskii, L. S., Polozenko, N. P., Klishh, A. V., Strizheus, S. N., & Timoshhenko, A. B. (2014d). Vliianie plastinchatykh turbulizatorov potoka na kharakteristiki techeniia i smeseobrazovaniia topliva i okislitelia v tcilindricheskom stabilizatornom gorelochnom ustroistve. Scientific Bulletin of UNFU, 24(6), 114-121. [In Russian].
Fialko, N. M., Sherenkovskii, Iu. V., Meranova, N. O., Timoshhenko, A. B., & Maison, N. V. (2017). Osobennosti techeniia v tcilindricheskikh gorelochnykh ustroistvakh s plastinchatymi turbulizatorami potoka. Promyshlennaia teplotekhnika, 1, 5-12. [In Russian].
Fialko, N. M., Sherenkovskii, Iu. V., Prokopov, V. G., Aleshko, S. A., Butovskii, L. S., Seryi, A. A., Novitckii, V. S., & Shvetcova, L. A. (2011b). Osobennosti smeseobrazovaniia pri eshelonirovannom
raspolozhenii stabilizatorov plameni v mikrofakelnykh gorelochnykh ustroistvakh. Proceedings of KhKhl international conference, Ialta, june 7-11, 2011, (pp. 167-170). Kyiv. [In Russian].
Fialko, N. M., Zimin, L. B., & Dubovskoi, S. V. (2000). Utilizatciia energii vybrosov sistem mestnoi ventiliatcii metropolitenov s pomoshhiu teplovykh nasosov. Promyshlennaia teplotekhnika, 22(1), 90-93. [In Russian].
Heletukha, H. H., & Zheliezna, T. A. (2017b). Stan ta perspektyvy rozvytku bioenerhetyky v Ukraini. Promyslova teplotekhnika, 39(2), 60-64. [In Ukrainian].
Heletukha, H. H., Zheliezna, T. A., & Bashtovyi, A. I. (2017a). Enerhetychnyi ta ekolohichnyi analiz tekhnolohii vyrobnytstva elektroenerhii z tverdoi biomasy. Vol. 1. Promyslova teplotekhnika, 39(1), 58-64. [In Ukrainian].
Zimin, L. B., & Fialko, N. M. (2008). Analiz effektivnosti teplonasosnykh sistem utilizatcii teploty kanalizatcionnykh stokov dlia teplosnabzheniia sotcialnykh ob'ektov. Promyshlennaia teplotekhnika, 30(1), 77-85. [In Russian].
М. З. Абдулин12, Н. М. Фиалко1, А. Б. Тимощенко1, А. А. Серый2, Ю. В. Шеренковский1, Е. И. Милко1, А. А. Озеров1, А. В. Клищ1, Н. Н. Ольховская1, Л. А. Швецова1
1 Институт технической теплофизики НАН Украины, г. Киев, Украина 2 Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", г. Киев, Украина
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ ЗОН ОБРАТНЫХ ТОКОВ В БЛИЖНЕМ СЛЕДЕ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ПЛАМЕНИ
Представлены результаты экспериментальных исследований теплового состояния микрофакельных горелочных устройств с цилиндрическими стабилизаторами пламени. Установлены особенности формирования температурных режимов и геометрических характеристик зон обратных токов в закормовой области цилиндрических стабилизаторов. Проведен анализ закономерностей влияния конструктивных и режимных факторов на основные параметры процесса сжигания в рассматриваемых горелочных устройствах. Приведены данные о зависимости длины зон обратных токов в закормовых областях цилиндрических стабилизаторов пламени и величины температур в них от таких режимных параметров процесса сжигания, как величина скорости потока воздуха на входе в канал и коэффициент избытка воздуха. Отмечено, что с увеличением скорости воздушного потока протяженность зоны обратных токов возрастает, влияние же коэффициента избытка воздуха имеет противоположный характер: длина зоны обратных токов и уровень температур в них уменьшаются с ростом коэффициента избытка воздуха. Определенное внимание уделено исследованию особенностей изменения теплового состояния и протяженности зон обратных токов по стабилизаторам пламени от величины относительного шага расположения газоподающих отверстий. Отмечено, что ввиду инжектирующего действия струй топливного газа происходит сокращение длины зон обратных токов при увеличении величины указанного относительного шага.
Ключевые слова: температурные режимы; цилиндрические стабилизаторы пламени; зоны обратных токов; горелочные устройства.
M. Z. Abdulin12, N. M. Fialko1, A. B. Timoshchenko1, A. A. Seryi2, Yu. V. Sherenkovskii1, E. I. Milko1,
A. A. Ozerov1, A. V. Klisch1, N. N. Olkhovskaya1, L. A. Shvetsova1
1 Institute of Engineering Thermophysic NAS Ukraine, Kyiv, Ukraine 2 National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, Ukraine
TEMPERATURE REGIMES OF BACKFLOW ZONES IN THE NEAR TRAIL
OF CYLINDRICAL FLAME STABILIZERS
The results of experimental studies of the temperature regimes of the back flow zones behind the cylindrical flame stabilizers of microjet burners are presented. The authors have considered a burner device, which is a circular channel with a cylindrical stabilizer placed in it. Circular openings for feeding fuel gas (propane-butane) into the blowing air flow off are located in a circle on the stabilizer. To determine the sizes of the back flow zones in the regions astern of the stabilizer, a method of visualizing the flow using sodium salts was used. The temperature measurement in the back flow zone was carried out by the chromel-alumel thermocouple. The regularities of the influence on the length of the back flows zones and the temperatures in these zones of such regime parameters of the combustion process as the value of the air flow velocity at the inlet to the channel and the air excess coefficient are analysed. Particular attention is paid to the study of the features of the change in the heat state and the length of the back flow zones as a function of the magnitude of the relative pitch of disposition of the gas-supply openings. An increase in the relative pitch of the gas-supplying openings and the air excess coefficient is shown to lead to a decrease in the length of the back flow zones, and an increase in the airflow velocity, on the contrary, increases this length. The influence of the relative pitch of disposition of the gas is noted to supply openings related to the fact that its growth leads to an increase in the injecting action of the fuel gas jets, which consists in a greater attraction of ambient air to the fuel jets. This in turn leads to an additional increase in the degree of rarefaction in the back flows zone beyond the stabilizer, and then to a decrease in the length of this zone. The dependence of the length of the back flow zone on the magnitude of the relative pitch of the gas supply openings is observed to be significant only at relatively high values of the air excess coefficient. With an increase in this pitch and the air-flow velocity, the maximum values of the temperatures are defined to increase. An increase in the air excess coefficient is considered to lead to a drop in maximum temperatures in the back flows zone. The results of the completed studies can be used in energy practice in the design of burner devices for fuel combustion equipment with relatively low power, when it is necessary to ensure the uniformity of heat supply over the fire space.
Keywords: temperature regimes; cylindrical flame stabilizers; back flows zones; burner devices.
