Найти

Результаты поиска

• ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ГОРЕЛКИ С КОМБИНИРОВАННЫМ ФОРМИРОВАНИЕМ ФАКЕЛА

  Д. А. Богданец , В. И. Грищенко , К.Ф. Калмыкова , А.И. Рахманов , Д.С. Цымбалов

  189-200

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  Для расчета химического состава дымовых газов горелки на углеводородном топливе с комбинированным формированием факела предложен удобный и надежный алгоритм, основанный на методах математического программирования. Обеспечение устойчивости вычислительного процесса достигается использованием метода констант равновесия в целях снизить размерность системы определяющих уравнений при надлежащем выборе номенклатуры реагентов и базисных веществ. В модели рассматриваются двадцать два реагента, значительная доля которых токсичны, а базисными веществами выбраны СО, Н₂,О₂ и N₂. Вычисление констант равновесия осуществляется на основании оригинальной аппроксимации температурной зависимости теплоемкости всех компонентов. Предложенная аппроксимация, в отличие от стандартных полиномиальных, не только дает физически обоснованные пределы в области низких и высоких температур, но и содержит вдвое меньше подгоночных параметров. Отработана методика расчета этих параметров по известным табличным значениям. Предварительное тестирование модели выполнялось для отдельных химических блоков (номенклатурных подмножеств) путем сравнения результатов расчета с данными, получаемыми при помощи химического калькулятора JANAF. Расчеты токсичности дымовых газов опытного горелочного устройства с формированием факела посредством электрической дуги и подачи перегретого пара выполнены в диапазоне рабочих параметров, расширенном по сравнению с предполагаемым эксплуатационным. Результат обобщен методами математического программирования с учетом взвешенной токсичности дымовых газов. Выполнена оценка погрешности формульного представления токсичности. Предложен интерполяционный алгоритм, позволяющий уточнить взвешенную токсичность дымовых газов во всем диапазоне сценарного моделирования. Результаты компьютерного моделирования сопоставлялись с данными технических испытаний опытной горелки: установлено их согласие в пределах множителя 2, что соответствует методической и приборной погрешности измерений. Полученные в вычислительном эксперименте результаты позволяют оптимизировать конструкцию и рабочие параметры инновационных горелочных устройств с комбинированным механизмом формирования факела. Расчетами показано и экспериментально подтверждено, что подача перегретого пара в зону горения гомогенизирует факел, выравнивает скорость окисления водорода и углерода в составе нефтяного топлива, чем сокращает выбросы продуктов неполного сгорания и оксидов азота. Разработка предлагается для использования в проектировании, технических испытаниях и доводке перспективных горелочных устройств на нефтяном, спиртовом и биотопливе