Назаров Айдар Вилданович,
Шторк Сергей Иванович
Аннотация
Проведено экспериментальное исследование процесса горения в цилиндрической мезомасштабной камере сгорания при сильной закрутке предварительно перемешанной пропан-воздушной смеси. Диаметр трубок, из которых изготавливался цилиндрический рабочий участок, варьировался от 15 до 27 мм. Были проведены предварительные исследования, в ходе которых были измерены параметры, характеризующие работу горелочного устройства: профиль температуры вдоль цилиндрической трубки камеры, газовый состав продуктов реакции горения. Полученные результаты показывают, что в трубке наименьшего исследованного диаметра устойчивое горение без срыва или выхода пламени за пределы трубки возможно только в условиях, близким к стехиометрическим. Для трубок с большими диаметрами область устойчивости пламени расширяется в сторону обедненных смесей. В зависимости от материала трубок наблюдаются заметные различия в распределениях температуры вдоль стенок. Существенное влияние на исследованные параметры оказывает также степень обеднения топливно-воздушной смеси. При увеличении диаметра камеры фронт пламени опускается вниз в связи с большой областью дополнительного разогрева, но распределение температуры вдоль трубки становится неравномерным с явно выраженными пиками. Содержание вредных выбросов при горении обедненных смесей минимально, при этом зона реакции находится на удаленном расстоянии от основания трубки. Проведение дальнейших экспериментов будет направлено на получение детальных характеристик реагирующего течения в каналах малого размера. Конечной задачей исследований является нахождение устойчивых режимов горения в малогабаритной камере сгорания
Ключевые слова: закрутка потока, мезомасштабная камера сгорания, самоподдерживающийся режим горения, зона рециркуляции, газовый анализ продуктов сгорания, TPV, пропан-воздушная смесь, стехиометрическая смесь
Авторы:
Назаров Айдар Вилданович
аспирант Института теплофизики СО РАН. Основное направление научных исследований – тепловая энергетика. Имеет 2 публикации. Е-mail: aydar15@gmail.com
Шторк Сергей Иванович
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, заве-дующий лабораторией 7.1 «Лаборатория экологических проблем теплоэнергетики» Института теплофизики СО РАН, старший научный сотрудник НИЧ НГУ. Основные направления научных исследований – энергетика, гид-родинамика, теплофизика. Имеет более 100 публикаций. Е-mail: shtork@itp.nsc.ru
Список литературы
[1] Dunn-Rankin D. Personal power systems / D. Dunn-Rankin, E.M. Leal, D.C. Walther // Prog. Energy Combust. Sc. – 2005. – Vol. 31. – P. 422–465. [2] Sitzki L. Combustion in Microscale Heat-Recirculating Burners / L. Sitzki, K. Borer, E. Schuster, P.D. Ronney, S. Wussow // The Third Asia-Pacific Conference on Combustion, Seoul, Korea, June 24–27, 2001. – Vol. 6. – P. 11–14. [3] Yang W. Research on micro-thermophotovoltaic power generators with different emitting materials / W. Yang, S. Chou, C. Shu, H. Xue, Z. Li // J. Micromech. Microeng. – 2005. – Vol. 15. – P. S239–S242. [4] Струтинская Л.Т. Термоэлектрические микрогенераторы. Современное состояние и перспективы использования / Л.Т. Струтинская // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2008. – № 4. – С. 5–13. [5] Choi B. Experimental and numerical studies of mixing and flame stability in a micro-cyclone combustor / B. Choi, Y. Han, M. Kim, C. Hwang, C.B. Oh // Chemical Engineering Science. – 2009. – Vol. 64. – P. 5276–5286. [6] Гупта А. Закрученные потоки / А. Гупта, Д. Лилли, Н. Сайред. – М.: Мир, 1987. – 588 с. [7] Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. – М.: Наука, 1972. – 721 с.
