|
|
Электронный журнал №2(50)2021
"ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50)"
СОДЕРЖАНИЕ
1 |
Оптимизация аксиальной длины постоянных магнитов для генератора поперечного магнитного поля с дисковым ротором
Авторы: Дунев А.А.1, Егоров А.В.1, Масленников А.М.1, Штаманн М.2, Добжанский А.3 1Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» г. Харьков, Украина 2Магдебургский университет Отто-фон-Герике г. Магдебург, Германия 3Университет Поинт Парк г. Питтсбург, США
|
|
Аннотация: На основании анализа конструкций машин с поперечным магнитным полем установлено, что они обладают относительной простотой конструкции и высокими показателями удельной мощности. Целью данной работы является определение оптимальной высоты постоянного магнита и определение ее влияния на величины наводимых ЭДС в катушках статора и зубцового момента, а также определение картины рассеяния магнитного поля между полюсами статора. Для достижения поставленной цели проведены исследования на трехмерной модели низкооборотного генератора с поперечным магнитным полем. Электромагнитный анализ проведен с помощью современного программного обеспечения, позволяющего определить распределение магнитного поля в 3D в сердечниках и в воздушном зазоре машины, а также величины наводимых ЭДС и тормозных моментов. Критерием оптимальности расчета служит наибольшее значение ЭДС при минимальном значении зубцового момента ротора. При моделировании использовались параметры постоянного магнита марки Nd-Fe-B-35, его ширина и длина оставались неизменными, а высота варьировалась от 1 до 8 мм с шагом 1 мм. Для каждого значения получены соответствующие графики и зависимости. Среднее значение магнитной индукции в воздушном зазоре составило 0,43 Тл для высоты постоянного магнита 1 мм и 0,821 Тл – для высоты 8 мм. Наиболее существенным результатом работы является установление того, что высота постоянного магнита не должна превышать 3 мм, при которой магнитная индукция в воздушном зазоре соответствует 0,75 Тл. Значимость полученных результатов состоит в том, что использованная методика позволила определить оптимальную высоту постоянного магнита, поскольку дальнейшее увеличение его высоты не приводит к значительному увеличению величины ЭДС в катушке, но значительно усиливает зубцовый момент ротора, что отрицательно сказывается на приводном механизме. Результаты моделирования подтверждены экспериментально на рабочем прототипе генератора с поперечным магнитным полем. |
|
Ключевые слова: машина с поперечным магнитным потоком, постоянный магнит, электродвижущая сила, момент, электромагнитный анализ, магнитная индукция.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.01
|
2 |
Исследование межвитковых замыканий обмоток статора для усовершенствования систем диагностики асинхронных двигателей
Авторы: Губаревич О.В., Гулак С.А., Даки Е.А., Тришин В.В. Государственный университет инфраструктуры и технологий Киев, Украина
|
|
Аннотация: Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором являются одними из наиболее распространенных типов электрических машин, применяемых в транспортной сфере. Эффективность использования этих электродвигателей зависит от повышения уровня их надежности, что возможно за счет постоянного усовершенствования существующих и разработки новых диагностических методов высокой достоверности. Наиболее трудоемким и сложным остается возможность диагностики и дифференцирования межвитковых замыканий обмотки статора. Целью работы является установление характера замыкания, влияния его на энергетические показатели двигателя и определение диагностических параметров межвитковых замыканий на одной и одновременно на двух фазах обмотки статора асинхронных двигателей транспортных механизмов с использованием методов математического моделирования. Поставленная цель была достигнута за счет проведения комплекса исследований на уточненной математической модели асинхронного двигателя, позволяющей создавать несимметричность обмоток статора, имитирующую межвитковые замыкания на одной фазе и одновременно на двух фазах в различных комбинациях. В качестве объекта исследований использован асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 11,0 кВт с известными паспортными параметрами. Методика проведения исследований включает изучение влияния различных видов межвитковых замыканий на электрические, механические и энергетические показатели. Моделирование проводилось для неповрежденного статора, затем при имитации замыкания витков сначала только на одной фазе и затем одновременного замыкания на двух фазах обмотки статора в различных комбинациях. Наиболее существенным результатом работы является установление зависимостей пульсаций электромагнитного момента, коэффициента небаланса фазных токов статора и энергетических характеристик от межвитковых замыканий фаз обмоток статора. Значимость полученных результатов состоит в установлении зависимостей проявления различных видов повреждений фаз обмотки статора, необходимых для выбора метода диагностики межвитковых замыканий в обмотках статора при построении эффективной диагностической системы асинхронных двигателей в составе приводов транспортной инфраструктуры. |
|
Ключевые слова: транспортная инфраструктура, диагностика, асинхронный двигатель, математическое моделирование, межвитковое замыкание, фаза, обмотка, статор, пульсации, момент.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.02
|
3 |
Визуальное определение параметров качества трансформаторного масла
Авторы: Козлов В.К., Валиуллина Д.М., Куракина О.Е. ФГБОУ ВО Казанский государственный энергетический университет, Казань, Российская Федерация
|
|
Аннотация: В процессе эксплуатации трансформатора масло в нем претерпевает глубокие изменения, которые обычно называют старением. При старении происходят изменения химических и электрофизических показателей, которые характеризуют работоспособность масла. Ухудшаются его электроизоляционные свойства, происходит накопление осадка на активной части, что затрудняет отвод тепла, ускоряет старение целлюлозной изоляции и ухудшает ее электроизоляционные свойства. Неоднородные твердые структуры, могут значительно ухудшить не только величину напряжения пробоя, но и такой параметр как вязкость и другие характеристики масла, важные для надежной работы силовых трансформаторов. Вследствие физических и химических процессов, протекающих под воздействием температуры, электрического поля и циркуляции масла при эксплуатации трансформаторного масла, состав неоднородных структур изменяется. Ароматические группы изначально присутствующие в составе трансформаторного масла в ходе эксплуатации масла, вследствие процессов старения, возрастает концентрация ненасыщенных циклических соединений. Это может происходить как в результате обменных процессов с изоляционными материалами, так и в результате химических процессов ароматизации, т.е. циклизации и дегидрирования алканов. Целью работы является разработка нового метода определения ароматических соединений и коллоидных частиц. Поставленная цель достигается за счет исследования образцов трансформаторного масла в видимом диапазоне визуальным способом. Наиболее существенным результатом статьи является установление корреляции между кислотным числом трансформаторного масла (КОН), тангенсом угла диэлектрических потерь tgδ и видом изображения масла при освещении видимым светом. Значимость полученных результатов состоит в том, что представленный метод, основанный на анализе рассеянного и прошедшего излучения, позволяет определять наличие в трансформаторном масле ароматических соединений и коллоидных частиц, а также определять их концентрации и размер. Данный метод упрощает анализ качества трансформаторного масла, а также снижает стоимость исследования, что является важным фактором для электроэнергетики. |
|
Ключевые слова: изоляционное масло, визуальный способ, ароматические соединения, коллоидные частицы.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.03
|
4 |
Гладкотрубные змеевиковые регенераторы газотурбинных установок, оптимизированные по критерию минимальной массы
Авторы: Горбов В.М.,1 Мовчан С. Н.2, Соломонюк Д. Н.2 1Национальный университет кораблестроения им. адм. Макарова, 2Государственное предприятие "Научно-производственный комплекс газотурбостроения "Зоря"-"Машпроект" Николаев, Украина
|
|
Аннотация: Целью работы является определение влияния на массу регенератора газотурбинной установки элементов, не принимающих участия в процессе передачи тепла, а также ограничений, которые накладываются на конструкцию регенератора исходя из условий технологичности, размещения на объекте и транспортабельности. Поставленная цель достигается за счет использования алгоритма поиска рациональных геометрических параметров теплообменной матрицы с минимизацией массы регенератора методом Ньютона. Для реализации данного алгоритма авторами получены соотношения для расчета массогабаритных характеристик теплообменной матрицы, корпусных элементов и регенератора в целом. Определено, что масса теплообменной матрицы может составлять 0,48–0,58 от массы регенератора, что приводит к необходимости уже на начальных этапах проектирования учитывать влияние вышеуказанных факторов на массу регенератора и выбор рациональных геометрических параметров. Существенным результатом проведенных исследований является определение влияния габаритных ограничений и требований к форме регенератора на увеличение его массы (до 8% и 50% соответственно). Получены значения геометрических параметров теплообменной матрицы, при которых масса регенератора принимает минимальное значение, а именно диаметры труб 20–22 мм, количестве ходов теплоносителя 4–8 (при тепловой эффективности регенератора 0,8–0,85) и 6–10 (при 0,9 и выше), относительный поперечный шаг труб в пучке 1,25–1,38. Приведено техническое решение, которое позволило уменьшить массу кол-лекторов для подвода и отвода теплоносителя из теплообменной матрицы в 3,2 раза, а массу всего теп-лообменника – на 22%. Значимость работы состоит в том, что полученные зависимости между массой регенератора и его геометрией позволяют снизить металлоемкость регенератора и газотурбинной установки и могут быть использованы при проектировании теплообменников для силовых энергетических установок различных типов. |
|
Ключевые слова: газотурбинная установка, регенератор, теплообменная матрица, тепловая эффективность, потери давле-ния, масса, габариты.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.04
|
5 |
Оптимизация геометрических параметров топок кипящего слоя для древесного топлива
Авторы: 1Пивненко Ю. А., 1Бурда Ю. А., 2Редько И. А., 1Чередник А. Д., 1Алферов С. А. Харьковский национальный университет строительства и архитектуры Харьков, Украина 2Украинский государственный университет железнодорожного транспорта Харьков, Украина
|
|
Аннотация: Целью данной работы является определение динамики выгорания древесного топлива в топках кипящего слоя и подбор оптимальных конструктивных характеристик топки кипящего, позволяющие снизить унос несгоревших частиц топлива из объема топки. Поставленные цели и задачи решались экспериментальными и численными методами. Так, для определения динамики выгорания использовалась экспериментальная установка кипящего слоя, которая представляет собой камеру размерами 200х300 мм, высотой 1000 мм. Масса топлива в каждом цикле сжигания была одинаковой и составляла 3.8 кг, среднее время выгорания при полном цикле сжигания составило 300…500 с, максимальная температура слоя составляла 800 C. В результате проведенных исследований выявлено, что самой большой проблемой сжигания древесных отходов является недостаточное время пребывания топлива в объеме топки. Данную проблему предложено решить путем конструктивного исполнения топки в конусообразной форме. Была разработана математическая модель для определения оптимальных основных конструктивных параметров топки (верхний диаметр D, диаметр основания d и высота конуса H) которая учитывает скорость движения твердой частицы в восходящем потоке. Предложена расчетная позволяющая определить данные параметры. Оптимизированные параметры получены в результате статистической обработки данных методом планирования вычислительного эксперимента. В качестве параметра оптимизации выбран параметр показателя уноса материала. Наиболее существенными результатами являются оптимизированные в результате исследований геометрические параметры топок конусообразной формы. В результате проведенных исследований обоснованы соотношения основных конструктивных параметров топок для сжигания древесных отходов, соотношение D / d должно составлять 2.8, общая высота конуса должна составлять не менее 2.2 от высоты кипящего слоя в стационарном состоянии. Значимость полученных результатов состоит в том, что результаты данных исследований могут быть применены на практике при конструировании котлов с топками кипящего слоя. |
|
Ключевые слова: топка, кипящий слой, древесное топливо, скорость выгорания, оптимизация, численный эксперимент, температура.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.05
|
6 |
Гелиосушилка с интегрированным энергетическим блоком
Авторы: Коробка С.В.1, Сиротюк С.В.1, Журавель Д.П.2, Болтянский Б.В.2, Болтянская Л.А.2 1Львовский национальный аграрный университет Дубляны, Украина 2Таврический государственный агротехнологический университет имени Дмитрия Моторного Мелитополь, Украина
|
|
Аннотация: Работа посвящена вопросу рационального использования солнечной энергии в технологическом процессе сушки фруктов на основе солнечных сушильных установок, которые применяются в различных отраслях агропромышленного комплекса Украины. Целью данного исследования было интенсификация процесса сушки фруктов с использованием солнечной энергии путем объединения в единый энергетический блок в гелиосушилке воздушного коллектора и сушильной камеры. Для достижения данной цели были разработаны методика диагностики теплообменных процессов с переменными потенциалами диффузии и влагопереноса. Данная методика отличается от существующих методов исследования теплообменных процессов тем, что позволяет рассчитать интенсивность испарения влаги с единицы поверхности материала на основе синтеза влагосодержания, влажности и основных законов необратимых процессов теплообменных характеристик процессов сушки фруктов в гелиосушилке. Данная модель позволяет провести диагностику теплообменных процессов и выполнить анализ математической модели теплообменных процессов, а также реализовать моделирование сменных потенциалов диффузии и влагопереноса на основе полученных зависимостей относительно с целью дальнейшего использования при разработке методов и устройств для контроля напряженно-деформированого состояния фруктов во вре-мя сушки. Предложен метод расчета диффузии и влагопереноса во время сушки фруктов в гелиосушилке. Наиболее существенным результатом на основе выполненных исследований являются: предложенные инженерные методы расчета основных теплообменных характеристик процессов сушки фруктов в гелиосушилке с целью решения проблемы использования экологически чистых источников тепловой энергии. Такая схема позволяет обосновать методики расчета кинетических и динамических параметров процесса, температуры поверхности материала и поведение диффузии в процессе сушки. Значимость полученных результатов заключается в научном обосновании и выработке рекомендаций по прогнозированию тепломассообменных процессов, при проектировании новых типов гелиосушилок для сушки фруктов. |
|
Ключевые слова: технологический процесс, конвективная сушка, фрукты, тепловая энергия, солнечная энергия, гелиосу-шилка, диффузия, влагоперенос.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.06
|
7 |
Исследование энерготехнологических параметров в процессах теплонасосной утилизации теплоты отработанных газов вращающихся печей
Авторы: Петраш В. Д., Барышев В. П., Шевченко Л. Ф., Гераскина Э. А. Одесская государственная академия строительства и архитектуры, Одесса, Украина
|
|
Аннотация: Работа посвящена исследованию энерготехнологических параметров теплонасосной утилизации тепло-ты отработанных газов вращающихся печей в производстве строительных материалов для теплотехнологического цикла и промышленного теплоснабжения. Поставленная цель достигается за счет теоретического обоснования и разработки нового подхода в создании энергосберегающей технологии и системы теплоснабжения на основе интеграции контактно–рекуперативной и термотрансформаторной утилизации теплоты отработанных газов вращающихся печей. Наиболее важными результатами являются новые зависимости коэффициента преобразования, позволяющие проводить поиск рациональных условий работы разработанной системы по обеспечению высокоэффективной трансформации энергетических потоков отработанных газов для теплоснабжения. В соответствии с поставленной целью разработана система, которая обеспечивает эффективный отбор утилизируемой теплоты из отработанных газов в процессе контактно–рекуперативного нагрева теплоносителя с трансформацией энергетических потоков для промышленного и коммунально–бытового теплоснабжения. На основе анализа результатов ее аналитического исследования проведена комплексная оценка энергетической эффективности, определена зависимость действительного коэффициента преобразования от энерготехнологических параметров, выявлена рациональная степень предварительного охлаждения отходящих газов, существенно зависящая от их начальной температуры и соотношения энергопотребностей систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Обоснована связь между расходами греющей и нагреваемой среды в процессе контактного взаимодействия. Установлен диапазон предпочтительного соотношения расходов воды технологического и коммунально–бытового назначения в системах теплопотребления. Полученные ре-зультаты отличаются от известных комплексным учетом энерготехнологических параметров в аналитическом решении поставленной задачи. Значимость полученных результатов состоит в том, что предлагаемое техническое решение на основе теплонасосной технологии позволяет существенно снизить расход топлива для промышленного и коммунально–бытового теплоснабжения. Внедрение результатов работы в производство обеспечивает существенное расширение энергетического потенциала утилизируемой теплоты отработанных газов, а также позволяет обеспечить повышение эффективности использования энергии первичного топлива и снижение тепловых и пылегазовых выбросов. |
|
Ключевые слова: тепловые насосы, термотрансформатор, утилизация теплоты, вращающиеся печи, энергетическая эф-фективность.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.07
|
8 |
Коррозионная стойкость стальных трубопроводов под различными теплоизоляционными материалами
Авторы: Землянко А.С., Семенов В.С., Жуков А.Д., Шувалова Е.А. Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет г. Москва, Российская Федерация
|
|
Аннотация: Долговечность систем изоляции хозяйственных объектов, в том числе трубопроводов, определяется эксплуатационной стойкостью материала трубопровода и конструкцией изоляционной системы. Известно, что пористость, проницаемость и состав материала изоляционной системы оказывают определенное влияние на коррозионный процесс трубопровода. Коррозия под изоляцией является общепризнанной проблемой. Вопрос исследования коррозионных процессов стальных трубопроводов под различными теплоизоляционными материалами является актуальным. Целью работы явилось исследование процесса коррозии стальных трубопроводов горячего водоснабжения под изоляционными материалами различной природы и пористости. Объект исследования – системы изоляции трубопроводов. Предмет исследования – коррозионные процессы трубопроводов горячего водоснабжения в различных системах изоляции. Поставленная цель достигнута путём проведения комплекса экспериментальных исследований, направленных на изучение скорости коррозионного процесса металла трубопровода, изолированного различными материалами, с последующим расчетом остаточного срока службы трубопровода. Наиболее существенными результатами являются: зависимости скорости коррозии и площади повреждения углеродистой стали от структуры (пористости) теплоизоляционного материала, остаточного числа ионов водорастворимых хлоридов. Установлено, что максимальная скорость коррозии стали под материалами с открытой пористостью составляет 0,29-0,41 мм/год, что в 1,8–2,7 раза ниже, чем под материалами с закрытой пористостью. Увеличение скорости коррозионного процесса прямо пропорционально увеличению числа анионов хлора в структуре материала. Наименьшая площадь коррозионного повреждения поверхности стали наблюдается под материалами с открытой пористостью. Значимость полученных результатов состоит в определении остаточного срока службы трубопровода под теплоизоляционным слоем из различных материалов и установлении типов теплоизоляционных материалов, при применении которых коррозия под изоляцией протекает с наименьшей скоростью. Из применяемых в системах изоляции материалов лучшие результаты получены для минераловолокнистых изделий из каменной ваты с пониженным числом содержания хлоридов. |
|
Ключевые слова: коррозия металла, скорость коррозии, коррозия под изоляцией, пористость, хлориды, каменная вата, питтинговая коррозия, углеродистая сталь, изоляция трубопроводов.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.08
|
9 |
Эффективное кодирование группового сигнала в стеганосистемах с множественным доступом
Авторы: Кобозева А.А., Соколов А.В. Одесский национальный политехнический университет, Одесса, Украина
|
|
Аннотация: Сегодня практический интерес представляют стеганосистемы с множественным доступом, способные обеспечить одновременную передачу различных стеганосообщений множеству авторизованных пользователей в рамках одного контейнера. В таких системах для разделения каналов чаще всего используется ортогональное преобразование Уолша-Адамара, что приводит к необходимости предварительного кодирования группового сигнала с помощью эффективного кода. На практике для решения этой задачи чаще всего применяют коды Хаффмана, которые требуют известной статистики кодируемого алфавита, что приводит к возрастающей сложности их построения при увеличении числа разделяемых каналов. Целью исследования является разработка теоретического базиса для обеспечения эффективного кодирования группового сигнала в стеганосистемах с множественным доступом с произвольным числом абонентов N на основе технологии MC-CDMA. Поставленная цель была достигнута за счет формирования теоретического базиса для построения эффективных кодов, предназначенных для кодирования группового сигнала в стеганосистемах с множественным доступом. Наиболее важными результатами являются предложенные и доказанные соотношения, определяющие как возможные значения коэффициентов преобразования Уолша-Адамара для заданного значения числа разделяемых каналов, так и вероятности появления заданных значений коэффициентов преобразования Уолша-Адамара, что позволяет построение эффективных кодов для представления группового сигнала при любом количестве разделяемых каналов. Для решения задачи эффективного кодирования группового сигнала предложено использовать коды постоянной амплитуды перед применением ортогонального преобразования к групповому сигналу, например, в случае числа разделяемых каналов N=4 построен код постоянной амплитуды, обеспечивающий меньшее значение средней длины кодового слова по сравнению с применяемым ранее кодом Хаффмана, при этом построенный код обладает корректирующими способностями. Значимость полученных результатов состоит в возможности применения разработанного теоретического базиса при построения эффективных кодов для кодирования внедряемого сигнала в стеганосистемах c множественным доступом при произвольном значении числа разделяемых каналов N. |
|
Ключевые слова: стеганография, множественный доступ, преобразование Уолша-Адамара, эффективное кодирование, C-код.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.09
|
10 |
Разработка живучих систем управления технологическими установками
Авторы: Стопакевич А. Ал.1, Стопакевич Ал. А.2 1 Государственный университет интеллектуальных технологий и связи 2 Государственный университет «Одесская политехника» Одесса, Украина
|
|
Аннотация: Целями исследования являются повышение живучести систем управления промышленными технологи-ческими установками на основе использования в алгоритмическом обеспечении системы управления модели динамики технологического объекта, разработка методики создания живучих системы управле-ния промышленными технологическими установками, создание живучей системы управления ректифи-кационной колонной производства пищевого спирта. Поставленные цели были достигнуты без исполь-зования аппаратного резервирования, а за счет разработанных алгоритмов, базирующихся на информа-ционных технологиях и современной теории многомерных систем автоматического управления. В каче-стве регулятора используется оптимальный линейно-квадратичный регулятор с моделью возмущений и полным наблюдателем состояния. Наиболее важным результатом является повышение живучести си-стем управления промышленными технологическими установками с применением разработанной мето-дики разработки живучих систем управления. Также разработана живучая система управления ректи-фикационной колонной. Для дальнейших исследований значимыми результатами являются формулы, которые позволяют определить новые режимные значения управляющих расходов в ректификационной колонне при отказе соответствующих каналов выдачи управления и формулы алгебры логики для выбо-ра оптимальной конфигурации системы управления ректификационной колонной установки производ-ства пищевого спирта. Основой методики является реконфигурация системы управления с включением, взамен отказавших, дополнительных устройств, которые не использованы в текущей конфигурации си-стемы управления, но выполняют аналогичную функцию с учетом взаимосвязанности динамики техно-логической установки. Значимость полученных результатов заключается в том, что они могут быть применены для решения задачи разработки кибер-производственных систем, которые не требуют посто-янного обслуживания технического персонала. При наличии поломки система управления будет про-должать удовлетворительно работать до приезда ремонтной бригады. Предложенный подход наиболее эффективен для многомерных и многосвязных систем, таких как ректификационные колонны, выпарные аппараты, сушильные установки, паровые котлы и парогенераторы, когенерационные установки. |
|
Ключевые слова: живучесть, система управления, линейно-квадратический регулятор, ректификационная колонна, отка-зоустойчивость, MIMO система, многомерная, многосвязная система, оптимальная система.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.10
|
11 |
Исследование характеристик низкотемпературного бедного горения в энергоустановках с внешним подогревом компонентов
Авторы: Бачев Н.Л., Шилова А.А., Матюнин О.О., Бетинская О.А. Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия
|
|
Аннотация: Составной частью газотурбинной установки открытого типа является камера сгорания, которая обычно выполняется двухзонной и охлаждаемой. В первичной зоне обеспечивается устойчивое горение при вы-сокой температуре, а в зоне разбавления происходит подготовка рабочего тела для подачи на турбину. Одним из способов снижения эмиссии вредных веществ является организация низкоэмиссионного низко-температурного бедного горения при внешнем подогреве компонентов в теплообменных аппаратах от-работанными на турбине газами. В данной работе исследуется влияние внешнего подогрева воздуха и топливного газа на расширение нижнего предела горения и стабильное положение пламени в однозон-ной неохлаждаемой камере сгорания газотурбинной энергоустановки. Устойчивое положение фронта пламени в камерах сгорания такого типа в основном зависит от соотношения между среднерасходной скоростью горюче-воздушной смеси и скоростью горения. Это соотношение зависит от тепловых, газо-динамических, термохимических и геометрических факторов. Целью данной работы является обоснова-ние возможности использования обобщенной характеристики – относительная расходонапряженность, которая позволяет учесть влияние геометрических, расходных и термодинамических параметров на устойчивость горения. Поставленная цель была достигнута в процессе обработки большого количества опубликованных данных и численного расчета низкотемпературного горения бедных смесей при боль-ших значениях коэффициента избытка воздуха. Наиболее значимым результатом исследований является определение диапазона относительной расходонапряженности (gk = 0.3…3.5·10-4 кг⁄с∙Н), при котором можно обеспечить стабильное положение пламени в однозонной камере сгорания. Значимость полученных результатов состоит в том, что использование относительной расходонапряженности позволяет оперативно определять и анализировать геометрические и газодинамические параметры и характеристики турбулентного горения в камерах сгорания газотурбинных энергоустановках. Предложенная методика была опробирована на установках полезной мощностью 200 и 400 кВт. |
|
Ключевые слова: низкотемпературное бедное горение, внешний подогрев компонентов, устойчивое положение турбулентного пламени, относительная расходонапряженность.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.11
|
|
|
|
|