ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАСПЫЛЕНИЯ И ЗАЖИГАНИЯ ВОДОУГОЛЬНЫХ ТОПЛИВ С ДОБАВЛЕНИЕМ ИЗОПРОПИЛОВОГО СПИРТА
Аннотация
Выполнены комплексные экспериментальные исследования влияния изопропилового спирта в составе водоугольного топлива (ВУТ) на характеристики струи после распыления и время задержки зажигания капель суспензии. Распыление ВУТ с небольшими по массе добавками изопропилового спирта
(от 3 до 8 %) проводились на специализированном стенде с помощью пневматической форсунки с внутренним смешением жидкости и распыляющего агента (воздух). Исследования времени задержки зажигания выполнены в терморегулируемой печи в широком диапазоне температур окислителя (от 600 до 1000 °С). Измерены реологические характеристики исследовавшихся топлив – вязкость, плотность и поверхностное натяжение. Определено, что замещение воды в составе ВУТ изопропиловым спиртом способствует повышению вязкости получаемого топлива, однако данный параметр остается в приемлемых пределах даже при максимальной исследовавшей концентрации третьего компонента. Установлено, что введение в состав водоугольного топлива на основе тощего угля изопропилового спирта приводит к увеличению угла раскрытия струи до 11 %. Это способствует равномерному распределению капель топлива по камере сгорания. В результате количество крупных капель (более 600 мкм) увеличивается незначительно – менее 2 % при концентрации спирта 8 % по массе. Время задержки зажигания при такой концентрации спирта сокращается в 2 раза по сравнению с двухкомпонентным ВУТ при температуре 1000 °С.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Кашин, Е.М. Технология подготовки и газификации экологичного вида топлива / Е.М. Кашин,
В.Н. Диденко // Экологическое образование и охрана окружающей среды: Технические университеты в формировании единого научно-технологического и образовательного пространства СНГ. Ассоциация технических университетов. – 2014. – С. 192–195.
Битюкова, В.Р. Роль тепловых электростанций в загрязнении городов России / В.Р. Битюкова // Инженерная экология – 2021: доклады международного симпозиума. – 2021. – С. 130–134.
Грачев, В.А. Влияние энергетических технологий на здоровье населения / В.А. Грачев, Н.И. Курышева // Вестник НИЦ МИСИ: актуальные вопросы современной науки. – 2019. – № 18. – С. 102–123.
Эколого-экономическая эффективность применения альтернативных энергетических технологий для снижения антропогенной нагрузки в центральной экологической зоне байкальской природной территории / И.Ю. Иванова, А.К. Ижбулдин, Т.Ф. Тугузова, Е.П. Майсюк // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. – 2020. – № 25–27(347–349). – С. 138–146. DOI: 10.15518/isjaee.2020.09.013
Хрусталев, Б.М. Технология эффективного использования углеводородсодержащих отходов в производстве многокомпонентного твердого топлива / Б.М. Хрусталев, А.Н. Пехота // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2016. – Т. 59, № 2. – С. 122–140. DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-2-122-140
Твердое топливо на основе отходов малоиспользуемых горючих энергоресурсов / Б.М. Хрусталев, А.Н. Пехота, Н.Т. Нгуен, Ф.М. Ву // Наука и техника. – 2021. – Т. 20, № 1. – С. 58–65. DOI: 10.21122/2227-1031-2021-20-1-58-65
Герасимова, Н.П. Перспективы и возможности использования водоугольного топлива в энергетике / Н.П. Герасимова, В.В. Федчишин // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – 2020. – С. 104–108.
Dmitrienko, M.A. Coal-water slurries containing petrochemicals to solve problems of air pollution by coal thermal power stations and boiler plants: an introductory review / M.A. Dmitrienko, P.A. Strizhak // Science of Total Environment. – 2018. – Vol. 613–614. – P. 1117–1129. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.09.189
Viebahn, P. Prospects of carbon capture and storage (CCS) in China’s power sector – An integrated assessment / P. Viebahn, D. Vallentin, S. Höller // Applied Energy. – 2015. – Vol. 157. – P. 229–244. DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.07.023
Environmental co-benefits of energy efficiency improvement in coal-fired power sector: a case study
of Henan Province, China / K. Wang, S. Wang, L. Liu, H. Yue, R. Zhang, X. Tang // Applied Energy. – 2016. – Vol. 184. – P. 810–819. DOI:10.1016/j.apenergy.2016.06.059
Mathematical and physical modeling of the coal-water coal–water fuel particle ignition with a liquid film on the surface / V. Salomatov, G. Kuznetsov, S. Syrodoy, N. Gutareva // Energy Reports. – 2020. – Vol. 6. –
P. 628–643. DOI: 10.1016/j.egyr.2020.02.006
Syrodoy, S.V. The influence of radiative-convective heat transfer on ignition of the drops of coal-water fuel / S.V. Syrodoy // Thermophysics and Aeromechanics. – 2018. – Vol. 25, no. 3. – P. 429–443. DOI: 10.1134/S0869864318030101
Режимы течения топливных водоугольных суспензий в каналах распыливающих устройств /
А.К. Джундубаев, М.С. Султаналиев, В.И. Мурко и др. // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. – 2018. – Т. 11, № 2. – С. 242–249.
Снижение антропогенных выбросов при сжигании углей и отходов их переработки в качестве компонентов органоводоугольных суспензий / М.А. Дмитриенко, Г.С. Няшина, Н.Е. Шлегель, С.А. Шевырев // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2017. – Т. 19, № 3–4. – С. 41–52.
Малышев, Д.Ю. Обоснование ресурсоэффективности технологий сжигания водоугольных топлив с добавками биомассы / Д.Ю. Малышев, С.В. Сыродой // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331. – № 6. – С. 77–85.
Saito, M. Single droplet combustion of coal-oil/methanol/water mixtures / M. Saito, M. Sadakata, T. Sakai // Fuel. – 1983. – Vol. 62, no. 12. – P. 1481–1486. DOI: 10.1016/0016-2361(83)90118-7
Coal slurries in mixed liquid fuels: rheology and ignition characteristics / K.C. Adiga, Y.K. Pithapurwala, D.O. ShahBrij, M. Moudgil // Fuel Processing Technology. – 1988. – Vol. 18, no. 1. – P. 59–69. DOI: 10.1016/0378-3820(88)90074-4
Physical and equilibrium properties of diisopropyl ether+isopropyl alcohol+water system / A. Arce,
A. Jr. Arce, J. Martı́nez-Ageitos, E. Rodil, O. Rodrı́guez, A. Soto // Fluid Phase Equilibria. – 2000. – Vol. 170,
no. 1. – P. 113–126. DOI: 10.1016/S0378-3812(00)00328-9
Özer, S. The effect of diesel fuel-tall oil/ethanol/methanol/isopropyl/n-butanol/fusel oil mixtures on engine performance and exhaust emissions / S. Özer // Fuel. – 2020. – Vol. 281. – 118671. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.118671
Di Nicola G. Surface tension of alcohols: A scaled equation and an artificial neural network / Di Nicola G., Pierantozzi M. // Fluid Phase Equilibria. – 2015. – Vol. 389. – P. 16–27. DOI: 10.1016/j.fluid.2015.01.014
Rheological behaviour of coal–water mixtures: 1. Effects of coal type, loading and particle size / N.S. Roh, D.H. Shin, D.C. Kim, J.D. Kim // Fuel. – 1995. – Vol. 74. – P. 1220–1225.
Rheological behaviour of coal–water mixtures: 2. Effect of surfactants and temperature / N.S. Roh, D.H. Shin, D.C. Kim, J.D. Kim // Fuel. – 1995. – Vol. 74. – P. 1313–1318.
Atomization performance of petroleum coke and coal water slurries from a twin fluid atomizer /
S.G. Daviault, O.B. Ramadan, E.A. Matida, P.M. Hughes, R. Hughes // Fuel. – 2012. – Vol. 98. – P. 183–193. DOI: 10.1016/j.fuel.2012.02.042
Lu, P. Experimental investigation on atomizing characteristics of coal–water paste for pressurized fluidi¬zed bed / P. Lu, M. Zhang // Fuel. – 2004. – Vol. 83, no. 16. – P. 2109–2114. DOI: 10.1016/j.fuel.2004.06.003
Improving the processability of coke water slurries for entrained flow gasification / L. Jampolski,
A. Sänger, T. Jakobs, G. Guthausen, T. Kolb, N. Willenbacher // Fuel, 2016. – Vol. 185. – P. 102–111. DOI: 10.1016/j.fuel.2016.07.102
Study of liquid hydrocarbons atomization by supersonic air or steam jet / I.S. Anufriev, E.Yu. Shadrin, E.P. Kopyev, S.V. Alekseenko, O.V. Sharypov // Applied Thermal Engineering. – 2019. – Vol. 163. – 114400. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.114400
Experimental and numerical investigation of aerodynamics of a pneumatic nozzle for suspension fuel / S.V. Alekseenko, I.S. Anufriev, A.A. Dekterev, V.A. Kuznetsov, L.I. Maltsev, A.V. Minakov, M.Yu. Chernetskiy, E.Yu. Shadrin, O.V. Sharypov // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2019. – Vol. 77. – P. 288–298. DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2019.04.013
Coherent structures in the near-field of swirling turbulent jets A tomographic PIV study / S.V. Alekseenko, S.S. Abdurakipov, M.Y. Hrebtov, M.P. Tokarev, D.M. Markovich // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2018. – Vol. 70. – P. 363–379. DOI: 10.5772/intechopen.79896
Experimental study of an impinging jet with different swirl rates / S.V. Alekseenko, A.V. Bilsky,
V.M. Dulin, D.M. Markovich // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2007. – Vol. 28, no. 6. – P. 1340–1359. DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2007.05.011
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power210404
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.