2023 № 04 Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/73232
Переглянути
Документ Exploring the impact of flare expansion angle on combustion stability in aeroengine combustion chamber(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Hajivand, MasoudIn this research, a comprehensive numerical analysis was employed to anticipate the total temperature characteristics, NO emissions, and pattern factor within an annular combustor liner. The investigation focused on the impact of various flare angles (25°, 30°, 35° and 40°) of a double axial swirler across four distinct cases, utilizing computational fluid dynamics (CFD) techniques. The simulations were conducted using ANSYS CFX, incorporating finite-rate chemistry and the eddy dissipation model to simulate the combustion of liquid kerosene (C12H23) with air, specifically accounting for fuel droplet evaporation. Spray modeling, inclusive of a Rosin-Rammler droplet distribution, was implemented to capture the intricate dynamics of liquid kerosene combustion. Thermal and prompt nitrogen oxide (NOx) formation processes were conducted, employing a K-epsilon model for turbulence within a realistic annular combustion chamber. The research further delved into presenting the characteristic features and flame structure, showcasing contour plots of total temperature and NO concentration at the combustor liner outlet. Additionally, cross-sectional analyses along the X-axis from the injector center of the combustor were performed, accompanied by charts illustrating relevant trends along the liner from the injector center. This study introduces two-step kinetic schemes for the combustion of kerosene with air, shedding light on the intricate mechanisms underlying the process. The findings indicate that the optimal outcome, characterized by a lower NO concentration, is associated with the case featuring a reduced flare angle compared to the other configurations.Документ Перспективи залучення відходів олійноекстракційних заводів України для виробництва теплової та електричної енергії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Гапонич, Людмила Станіславівна; Топал, Олександр Іванович; Голенко, Ірина Львівна; Кобзар, Сергій Григорович; Дулієнко, Сергій ГригоровичПаливні відходи олійноекстракційних заводів – лушпиння соняшника (ЛС) – доцільно використовувати для заміни викопного палива в промислових та комунальних енергетичних котлах. Удосконалення існуючих та створення нових котельних апаратів для спалювання ЛС має ґрунтуватися на розумінні закономірностей термічної переробки такого палива. Мета цієї роботи – визначення структурних особливостей та закономірностей горіння ЛС в камерах згоряння котельних апаратів. У камерах згоряння нагрівання паливних частинок відбувається при швидкостях нагріву ~500 °С/с та температурах процесу до 900 °С. ЛС містить близько 30 % – 48 % целюлози, 34 % – 38 % геміцелюлози та 17 % – 26 % лігніну. Залежно від структури відрізняється і елементний склад палива, і кількісний та якісний склад летких, і, як наслідок, теплота згоряння. В різних зразках ЛС вміст вуглецю варіюється в діапазоні 40 % – 55 % на робочу масу, сірки – 0,05 % – 0,2 %, хлору – 0,05 % – 0,3 %, золи – 3 % – 9 % та вологи – 5 % – 10 %, теплота згоряння – 15–21 МДж/кг. При термічному розкладанні ЛС при швидкісному нагріві до температур 500 °С – 900 °С утворюються леткі та твердий коксозольний залишок (КЗ) (до 20 % – 30 % вихідної маси), який має низьку реакційну здатність і високу міцність. Динамічні криві виходу летких мають дві принципово різні ділянки. Перша з них відповідає виділенню і вигоранню летких, друга – вигорянню КЗ. Отримано емпіричні залежності тривалості стадії вигоряння ЛС для температур 500 °С – 900 °С та 700 °С – 900 °С. Вигоряння КЗ є домінуючим процесом термічного розкладання ЛС, який визначає повноту утилізації палива, конструктивні особливості камери згоряння, ефективність і режимні параметри технологічного процесу. Завищені значення втрат теплоти з механічним недопалом при горінні ЛС в котельних апаратах пов'язані з вигорянням низькореакційного КЗ. Цей етап рекомендується проводити при температурах 850 °С – 900 °С.