...энергетическая безопасность и прозрачность отношений в энергетике...


Электроэнергетика - это электрификация страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии.
Гидроэнергетика, раздел энергетики, связанный с использованием потенциальной энергии водных ресурсов.
Теплоэнергетика - это одна из составляющих энергетики, она включает в себя процесс производства тепловой энергии.
Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения энергии.

Поиск по сайту

Московское время



Опрос

Могут ли альтернативные источники энергии заменить АЭС?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Документы


Новые принципы создания тепловых генераторов на основе методов импульсного сжигания углеводородов непосредственно в водном теплоносителе

Показана принципиальная возможность сжигания углеводородных топлив непосредственно в водном теплоносителе. Представлены первые экспериментальные результаты на примере импульсного сжигания ацетилена в воде и в ударной трубке с инжекцией горячих продуктов сгорания в воду. Показана возможность перехода на новые принципы работы тепловых генераторов.

Постановка №1: Опыты были проведены со стехиометрической смесью ацетилена с кислородом (C2H2 + 2,5 -O2). Газовая смесь выдувалась в воду с проводимостью ~ 1 Ом-1м-1 через трубку-электрод с внешним диаметром 2,1 мм и внутренним диаметром 1,5 мм. При размере пузырька на электрод подавалось напряжение 350-500 Bольт. Для отсечения рас­пространения пламени в систему газопровода в трубке устанавливался огнепреградитель.

Постановка №2: Осуществлялось гидродинамическое моделирование импульсного выброса горячих продуктов сгорания ацетилена в воду. Импульсное сжигание смеси ацетилена с кислородом осуществлялось в ударной трубе многофункционального импульсного детонационного аппарата CCDS-2000, разработанного в ИГиЛ СО РАН.

Результаты экспериментов. Типичная картина гидродинамического процесса одного цикла зажигания и сгорания газа в пузырьке. В данной постановке экспериментов электрический пробой в газе происходил внутри пузырька между трубкой-электродом и электролитом, что приводило к зажиганию газовой смеси в пузырьке.

Пузырек расширяется за время 0,3 мс и затем начинает схлопываться примерно до исходного размера, теряя симметричность. Схлопывание и последующее движение сопровождается образованием вихревого торообразного пузырькового кластера. Скорость отрыва первого пузырькового кластера от электрода 10-15м/сек. В процессе движения торообразного пузырькового кластера происходит его дробление до размеров 0,1-0,3 мм. Из кинограмм следует, что в момент коллапса первого пузырька со сгоревшим газом образуется второй пузырек от электрического разряда, который соответствует началу следующего цикла.

Анализ результатов. Для постановки экспериментов №1 был выполнен приближенный расчет времени сгорания газа в пузырьке. При эффективном показателе адиабаты 1,1 исходный диаметр пузырька увеличивается до 3,9, в то время как в экспериментах до 3. Различие связано с теплоотдачей воде в процессе расширения, а также с уходом части сгоревшего газа в подводящую трубку. Если бы пузырек не разрушался, то он бы остывал за время ~ 10-2 сек. В нашем случае раздробленные пузырьки отдают тепло за время < 10-4 сек. При относительных скоростях ~10 м/с число Вебера ~ 103, что на два порядка превышает его критическое значение. При этом пузырь разрушается с диспергированием на более мелкие пузырьки со средним размером ~ 0,3 мм. Именно дробление исходных пузырьков в нашей постановке приводит к резкому ускорению теплопередачи. Одновременное зажигание газа в пузырьках может обеспечиваться в режиме электрогидродинамической самосинхронизации пробоев в них. При этом верхний предел мощности генератора будет лимитироваться только частотой подачи топлива в воду. Например, если частота сжигания рассматриваемых пузырьков 1 кГц и на площади 1м2 установлено 25600 трубок-электродов, то средняя удельная мощность такого генератора составит ~25 МВт/м2. В этом случае вся тепловая энергия остается в воде. Отметим, что эта оценка имеет частное значе­ние, относящееся к представленным экспериментам. Конструктивно возможны более мощные и компактные устройства с импульсным сжиганием топлив в водном теплоносителе.

В качестве такого мощного эксприментального устройства можно рассматривать уже существующий импульсный газо-детонационный аппарат CCDS-2000, с помощью которого были выполнены предварительные эксперименты в постановке №2. Из этих экспериментов следует, что метаемый в воду горячий газовый пузырь со скоростью 20 м/c эффективно разрушается, что обеспечивает высокоэффективную теплопередачу от дробящихся пузырьков в воду.

Вывод. Экспериментально показана принципиальная возможность импульсного сжигания углеводородных топлив непосредственно в водном теплоносителе для создания тепловых генераторов нового типа.


Дата публикации: 14.03.2012

Похожие записи:

Последние публикации:

  • Свайный фундамент: плюсы, минусы и области примененияСвайный фундамент: плюсы, минусы и области применения

    Свайный фундамент является одним из основных типов фундаментов, используемых в строительстве. Он представляет собой систему стержней или колонн, которые заглубляются в землю до несущих… 
  • Варианты применения тротуарной плиткиВарианты применения тротуарной плитки

    Тротуарная плитка — это не только практичное, но и эстетичное решение для обустройства уличного пространства. Благодаря разнообразию форм, цветов и текстур, плитка позволяет реализовывать… 
  • Нефтегазовое оборудованиеНефтегазовое оборудование

    Нефтегазовое оборудование — это комплекс технологических устройств и сооружений, используемых для добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти и газа. В настоящее время такое… 

Наши информационные партнеры:

ИНТЕР РАО Изменения климата Объединенная энергосбытовая компания