Розробка та дослідження дифузійностабілізаторного пальника з нішею
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-774X.2022.01.08Анотація
У статті наведено результати досліджень щодо розробки та натурних випробувань в стендових умовах мікродифузійного стабілізаторного пальникового пристрою прямокутного щілинного типу з нішовим поглибленням по всьому периметру пальника. Повітря проходить через прямокутну щілину, газове паливо на горіння подається в зону рециркуляції через систему отворів в торцевій стінці стабілізатора. З боку вихідного торця стабілізатора розташоване нішове поглиблення. Як показали дослідження, нішове поглиблення являється додатковим джерелом стабілізації і інтенсифікації горіння факелу. Отримані експериментальні дані та розрахункові залежності щодо стабілізації факелу на режимах «бідного» зриву. Показано, що стала робота пальника на бідній межі розширюється – коефіцієнт надлишку повітря підвищується при збільшенні ширини стабілізатора, діаметра газораздавальних отворів, коефіцієнту затінення пальника і температури повітря, а також при зменшенні швидкості повітряного потоку. Результати досліджень показали, що «багатий» зрив факелу – зрив полум’я при поступовому збільшенні витрати газу, має місце при коефіцієнтах надлишку повітря, які менше одиниці. Це забезпечує надійну роботу пальника при розрахункових режимах роботи щодо коефіцієнту надлишку повітря a = 1,15 – 6,0 і швидкості повітряного потоку Wп = 12,0 м/с. Отримана залежність, яка визначає вплив режимних і конструктивних факторів на характеристики багатого зриву факелу. Сталість роботи пальника на багатій межі підвищується – коефіцієнт надлишку повітря зменшується, при збільшенні ширини стабілізатора, коефіцієнту затінення пальника, температури повітря і зменшенні швидкості повітря. Отримані експериментальні дані і розрахункові залежності щодо довжини зони горіння в пальниковому пристрої. Встановлено, що при розрахунковому коефіцієнті надлишку повітря a = 2,0 і більших коефіцієнтах відбувається повне вигоряння палива на довжині топкового простору Х = 1000 мм. Відносна довжина факелу зменшується при підвищенні коефіцієнту затінення пальника і температури повітря. Заміри шкідливих оксидів азоту показали, що максимальний вміст оксидів спостерігається при коефіцієнті надлишку повітря a = 1,0 і складає 125 мг/м3, що менше гранічних значень, які допускаються нормативними документами.
Посилання
Hawthorne, W. R., Olson W. T. (1964), Osnovy proektiro-vanija i harakteristiki gazoturbinnyh dvigatelej [Design and performans of gas turbine power plants], Mashi-nostroenie, 648 p.
Lyubchik G. N., Chabanovich L. B., Govdyak R. M. (2008), Kogeneracionno-utilizacionnye tehnologii na baze gazoturbinnyh ustanovok [Cogeneration and utilization technologies based on gas turbine units], Varta, Kiev, 188 p.
Pchelkin Y. M. (1984), Kamery sgoranija gazoturbinnyh dvigatelej [Combustion chambers of gas turbine engines], Mashinostroenie, 280 p.
Frank-Kameneckij, D. A, Minskij E. M. (1950), “Mikrodiffuzionnoe turbulentnoe gorenie [Microdiffusing turbulent burning]”, Dokl. AN SSSR, vol. 50, pp. 353–354.
Akulov, V. A., Butovskij L. S., Zhemchugov V. I., Izmaj-lov V. A., Tumanovskij A. G., Fivejskij V. Ju., Hristich V. A., Chernin E. I., Shubnjakov I. K. (1981), “Ispytanie bloka dozhigajushhih ustrojstv GT-25-700 na Jakutskoj GRJeS [Testing of the afterburner unit GT-25-700 at the Yakutsk GRES]”, Teplojenergetika, no. 6, pp. 48–51.
Khristich V. A., Lyubchik G. N. (1978), “Gazogore-lochnye ustrojstva dlja szhiganija gaza pri vysokih i peremennyh izbytkah vozduha [Gas burners for gas com-bustion at high and variable air excesses]”, Nauchno-tehnicheskij obzor. Serija: Ispol'zovanie gaza v narodnom hozjajstve, vyp. 10, 160 p.
Butovsky L. S., Granovskaja E. A., Lyubchik G. N., Hris-tich V. A. (1975), “Issledovanie vygoranija topliva za ugolkovymi i ploskimi stabilizatorami plameni [Study of fuel burning behind angular and flat flame stabilizers]”, Teorija i praktika szhiganija gaza, vyp. VI, pp. 324–338.
Ukhanova L. N. (1966), “Statisticheskie harakteristiki ploskogo turbulentnogo sleda na nebol'shom rasstojanii ot cilindra [Statistical characteristics of a flat turbulent wake at a small distance from the cylinder]”, Promyshlennaja ajerodinamika. Serija: Strujnye techenija, vyp. 27, pp. 83–95.
Abdulin M. Z., Siryi A. (2019), “Kompleksnyj podhod k povysheniju jenergojeffektivnosti gidro-termohimicheskih processov [An integrated approach to improving the ener-gy efficiency of hydro-thermochemical processes]”, XХIХ konferencіja “Problemi ekologії ta ekspluatacії ob’єktіv energetiki”, pp. 45–48.
Siryi A., Abdulin M. (2018), ‘Analyzing Power Indices for the Jet-Niche Fuel Combustion System”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 12(1288), pp. 89–94, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line), https://doi.org/10.20998/2078-774X.2018.12.16.
Minmashprom Ukrai'ny (1995), DSTU 3-59-68-95 Prystroi' gazopal'nykovi dlja kotliv ta pobutovoi' tehniky teplovoju potuzhnistju do 0,115 MVt. Zagal'ni tehnichni umovy [DSTU 3-59-68-95 Gas burner devices for boilers and household appliances with a thermal capacity of up to 0.115 MW. General technical conditions], Kiev, 35 p.
