К вопросу об исследовании структуры потока водоугольного топлива в процессе его пневмомеханического распыла

К вопросу об исследовании структуры потока водоугольного топлива в процессе его пневмомеханического распыла

Автор: Гвоздяков Дмитрий Васильевич, Зенков Андрей Викторович, Губин Владимир Евгеньевич, Ведяшкин Максим Викторович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power

Рубрика: Теплоэнергетика

Статья в выпуске: 4 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Выполнены экспериментальные исследования структуры потока водоугольного топлива (ВУТ) в процессе его пневмомеханического распыла в аэродинамическом имитаторе топки энергетического котла. Проанализирован механизм распыла ВУТ в соотношении 50 % уголь и 50 % вода, размер частиц угля 50 мкм и менее при значениях температур 313 и 353 К и давлениях: ВУТ 3 МПа и воздуха 2 МПа. Визуализация структуры факела ВУТ и оценка качества потока выполнены в плоскости перпендикулярно оси факела на трех отрезках. Определены геометрические параметры и скорости капель ВУТ в процессе распыла. Проанализировано изменение критерия We в зависимости от скорости капель ВУТ и их размера. Установлены характерные зоны факела ВУТ, формирующиеся в процессе распыла. Определены диапазоны диаметров и скоростей капель ВУТ, соответствующих сердцевине потока, средней и внешним зонам факела. Рассчитаны значения We для соответствующих размеров и скоростей капель ВУТ. Сформулированы условия, характерные для некоторых стадий дробления капель распыляемого ВУТ. Полученные результаты могут быть использованы при математическом и физическом моделированиях процесса распыла ВУТ в топках энергетических котлов с целью прогностических оценок аэродинамических характеристик проектируемых и действующих агрегатов.

Еще

Водоугольное топливо, суспензия, распыление, форсунка, число вебера

Короткий адрес: https://sciup.org/147232707

IDR: 147232707   |   DOI: 10.14529/power180401

Список литературы К вопросу об исследовании структуры потока водоугольного топлива в процессе его пневмомеханического распыла

  • Franco, A. The future challenges for "clean coal technologies": Joining efficiency increase and pollutant emission control / A. Franco, A.R. Diaz // Dipartimento d'Energetica "L. Poggi", Università di Pisa. - 2009. - Vol. 34, iss. 3. - P. 348-354. DOI: 10.1016/j.energy.2008.09.012
  • Долгушин, И.А. Исследование и совершенствование схемы ТЭС с котлом ЦКС для повышения эффективности и улучшения экологических показателей: дис. … канд. техн. наук: 05.14.14 / И.А. Долгушин. - М., 2014. - 166 с.
  • Toward a 100 % renewable island: A case study of Ometepe's energy mix / C.G. Meza, C. Zuluaga Rodríguez et al. // Renewable Energy. - 2019. - Vol. 132. - P. 628-648 DOI: 10.1016/j.renene.2018.07.124
  • Мариничева, О. Уголь возвращается в генерацию / О. Мариничева // Энергетика и промышленность России. - 2012. - № 11.
  • Khodakov, G.S. Coal-water Suspensions in Power Engineering / G.S. Khodakov // Thermal Engineering. - 2007. - Vol. 54, no. 1. - P. 36-47. DOI: 10.1134/S0040601507010077
  • Саламатин, А.Г. О состоянии и перспективах использования водоУгольного топлива в России / А.Г. Саламатин // Уголь. - 2000. - № 3. - С. 10-15.
  • Nyashina, G.S. The influence of liquid plant additives on the anthropogenic gas emissions from the combustion of coal-water slurries / G.S. Nyashina, P.A. Strizhak // Environmental Pollution. - 2018. - Vol. 242. - P. 31-41.
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2018.06.072
  • Долинский, А.А. Водоугольное топливо: перспективы использования в теплоэнергетике и жилищно-коммунальном секторе / А.А. Долинский, А.А. Халатов // Промышленная теплотехника. - 2007. - Т. 29, № 5. - С. 70-79.
  • Сжигание каменного угля в виде водоугольной суспензии в котлах малой мощности / Л.И. Мальцев, И.В. Кравченко, С.И. Лазарев, Д.А. Лапин // Теплоэнергетика. - 2014. - № 7. - С. 25-29.
  • DOI: 10.1134/S0040363614070066
  • Осинцев, К.В. Организация факельного сжигания водоугольных суспензий в топках энергокотлов / К.В. Осинцев // VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горение твердого топлива». - 2012. - С. 72.1-72.8.
  • Мингалеева, Г.Р. Определение оптимальных характеристик водоугольного топлива по условиям транспортирования и газификации / Г.Р. Мингалеева // VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горение твердого топлива». - 2012. - С. 65.1-65.4.
  • Баранова, М.П. Влияние пластифицирующих добавок на реологические характеристики водоугольных суспензий из углей разной степени метаморфизма / М.П. Баранова // Труды КГТУ. - 2006. - № 2-3. - С. 143-147.
  • Тарабанько, В.Е. Природа стабилизации водоугольных топливных суспензий / В.Е. Тарабанько, М.П. Баранова // Техническая химия. От теории к практике: сб. науч. тр. - Пермь, 2008. - С. 299-304.
  • Белецкий, В.С. К вопросу регулирования электрокинетических свойств углей в суспензиях / В.С. Белецкий, П.В. Сергеев, М.К. Борейко // Химия твердого топлива. - 1990. - № 5. - С. 73-75.
  • Coal slurry / T. Ukigai et al. // Chem. Lett. - 1995. - P. 371-374.
  • Research of Mechanical Treatment Influence on Rheological Properties of Coal-Water Fuel Based on Low-Grade 3B Coal / A.A. Tolokolnikov, S.A. Yankovsky, V.E. Gubin et al. // MATEC Web of Conferences. - 2016. - Vol. 91, 01012.
  • DOI: 10.1051/matecconf/20179101012
  • Effects of fractal surface on rheological behavior and combustion kinetics of modified brown coal water slurries / Z. Gao, S. Zhu, M. Zheng et al. // International Journal of Coal Science and Technology. - 2015. - Vol. 2, iss. 3. - P. 211-222.
  • DOI: 10.1007/s40789-015-0075-0
  • Сенчурова, Ю.А. Результаты исследований распыления водоугольного топлива пневмомеханическими форсунками / Ю.А. Сенчурова, В.И. Мурко, В.И.Федяев и др. // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - T. 312, № 4. - С. 37-40.
  • Результаты исследований процессов распыления и сжигания суспензионного угольного топлива / В.И. Мурко, В.И. Федяев, В.И. Карпенок и др. // Современная наука. - 2012. - № 1 (9). - С. 89-96.
  • Сенчурова, Ю.А. Механизм распыления водоугольного топлива / Ю.А. Сенчурова, В.И. Мурко // Наука. Технологии. Инновации: материалы всероссийской научной конференции молодых ученых (8-11 декабря 2005 г.): в 7 ч. / Новосибирский государственный технический университет. - 2006. - Ч. 3. - С. 84-86.
  • Atomization performance of petroleum coke and coal water slurries from a twin fluid atomizer / S.G. Daviault, O.B. Ramadan, E.A. Matida et al. // Fuel. - 2012. - Vol. 98. - P. 183-193.
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2012.02.042
  • Ma, X. Atomization of petroleum-coke sludge slurry using effervescent atomizer / X. Ma, Y. Duan, M. Liu // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2013. - Vol. 46. - P. 131-138.
  • DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2012.12.003
  • Бойко, В.М. Экспериментальное исследование двух типов срывного разрушения капли в потоке за ударной волной / В.М. Бойко, С.В. Поплавский // Физика горения и взрыва. - 2012. - Т. 48, № 4. - С. 76-82.
  • Gasification of high viscous slurry R&D on atomization and numerical simulation / T. Jakobs, N. Djordjevic, S. Fleck et al. // Applied Energy. - 2012. - Vol. 93. - P. 449-456.
  • DOI: 10.1016/j.apenergy.2011.12.026
  • Smith, C.F. The influence of fluid physical properties on coal-water slurry atomization / C.F. Smith, P.E. Sojka, J.M. Thames // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - 1990. - Vol. 112 (1). - P. 15-20.
  • DOI: 10.1115/1.2906470
  • Pilch, M. Use of breakup time data and velocity history data to predict the maximum size of stable fragments for acceleration-induced breakup of liquid drop. / M. Pilch, C.A. Erdman // Int. J. Multiphase Flow. - 1987. - Vol. 13. - P. 741-757.
  • DOI: 10.1016/0301-9322(87)90063-2
  • Галустов, В.С. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике / В.С. Галустов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 240 с.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp