Исследование процесса выработки газопаровых смесей сатонин Алексей Вадимович
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
11 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫРАБОТКИ ГАЗОПАРОВЫХ СМЕСЕЙ Сатонин Алексей Вадимович магистрант, Самарский государственный технический университет, 443068, РФ, Самарская область, г. Самара, ул. Мичурина, дом № 116а, квартира 14 EXPERIMENTAL STUDY OF THE PROCESS OF DEVELOPING GAS- STEAM MIXTURES Satonin Alexey Vadimovich graduate student, Samara state technical University, 443068, Russia, Samara oblast, Samara, ul Michurina, house No. 116A, apartment 14 Аннотация: Был рассмотрен вопрос изучения процесса выработки газопаровых смесей экспериментальным путем. После рассмотрения структуры тепло- генератора, была проведена серия опытов. Визуальные наблюдения по первой серии опытов показывают, что при фиксированных значениях дав- ления (расхода) впрыскиваемой воды и тепловой мощности горелочного устройства в исходном положении устройства впрыска формирование ГПС завершается в первом контрольном сечении (Х=0.23 м) во всем темпера- турном диапазоне. Abstract: Addressed the issue of studying the process of development of gas-steam mixtures experimentally. After consideration of the structure of the heat source, a series of experiments. Visual observations in the first series of experiments show that at fixed values of the pressure (flow rate) of injected water and the thermal power of the burner in the rest position of the injection device forming the GPS fails in the first test section (X=0.23 m) in the whole temperature range. Ключевые слова: теплогенератор, газопаровая смесь, теплота Keywords: heat source gas-steam mixture heat Изучение процесса выработки газопаровых смесей проводилось на экспериментальной установке, схема которой представлена на рисунке 1. Модель теплогенератора состоит из стального корпуса, выполненного из трубы (⊘ 57 × 3мм) длиной 100мм. Торец камеры сгорания заглушен и снабжен центрированным отверстием с внутренней метрической резьбой М20х1.5 мм дл установки устройства впрыска. К боковой стенке корпуса, в 12 30 мм от торца, приварен штуцер (⊘ 27 × 3мм) для подключения горе- лочного устройства. Установка состоит из цилиндрической камеры сгорания, в которой сжигается смесь газового топлива с воздухом. Для обеспечения полного сгорания предусматривается предварительное смешение компонентов го- рения при стехиометрическом коэффициенте воздуха (𝛼 = 1). Для обеспечениям полного сгорания газового топлива используется короткопламенная дутьевая газовая горелка, обеспечивающая предвари- тельную подготовку смеси. При малых нагрузках и при работе установки при атмосферном давлении целесообразно применить инжекционную го- релку полного предварительного смешения. В экспериментальной установке тепловой мощностью 4 кВТ исполь- зовалась серийно изготавливаемая горелка Kemper-420, скомпонованная в один блок с регулятором мощности и топливным баллоном (пропан). Соосно камере сгорания установлено водяное сопло для подачи рас- пыленной воды в поток высокотемпературных продуктов сгорания. Канал формирования ГПС (камера испарения) выполнен в форме диффузора с углом раскрытия 8 0 для снижения аэродинамических потерь при движении газопарового потока. Малый угол раскрытия диффузорного канала позволяет сохранить безотрывное течение среды. Рис. 1. Схема модели ГПС: 1 – устройство впрыска; 2 – охлаждающий корпус камеры сгорания; 3 – камера сгорания; 4 – накопительный бак; 5 – камера испарения; 6 – распыливающая форсунка; 7 – горелочный блок; 8 – водяной насос. 13 Рис. 2. Схема измерительных приборов: 1 – горелочное устройство с регулятором тепловой мощности; 2 – смеситель; 3, 11 – ротаметр; 4, 10 – термометр; 5 – манометр; 6 – генератор ГПС; 7 – термометр(щуп); 8 – сетчатый экран; 0 – тепловизор, 12 – емкость для сбора конденсата. Устройство впрыска (рис. 3) выполнено из стальной трубы (⊘ 21 × 3мм) длиной 150 мм, бобышки (М10× 1.0мм) и распылительной форсун- ки. Вода из напорного хозяйственно-питьевого трубопровода подается в устройство впрыска из напорного трубопровода ХВС с давлением 0.05 ÷ 0.3 МПа. В центральной части устройства впрыска имеется резьба (М20× 1.5мм), которая позволяет перемещать и фиксировать устройство впрыска вдоль оси установки. Рис. 3. Устройство впрыска Распылительная форсунка является сборной конструкцией и снабжена фильтрующей сеткой (рис. 3). Диаметр выпускного отверстия форсунки составляет 0.45 мм, что при давлении воды 0.3 ÷ 0.4 МПа дает угол рас- крытия водяного факела распыла 45 ÷ 55 0 14 Рис. 4. Распылительная форсунка В результате обработки опытных данных сформированы итоговые массивы, которые представлены в таблице 1. Таблица 1. Визуальные наблюдения по первой серии опытов показывают, что при фиксированных значениях давления (расхода) впрыскиваемой воды и теп- ловой мощности горелочного устройства в исходном положении устрой- ства впрыска формирование ГПС завершается в первом контрольном сечении (Х=0.23 м) во всем температурном диапазоне. На проведении 1 серии опытов получаемая газопаровая смесь конден- сировалась на сетчатом экране. Доля конденсировавшегося на сетчатом экране водяного пара уменьшилась при увеличении температуры впрыски- ваемой воды. Температура конденсата в рамках 1 серии опытов суще- ственно не изменилась и составляла 92 ÷ 4.4 0 С. 15 В заключении необходимо отметить, что при визуальном наблюдении по первой серии опытов показывают, что при фиксированных значениях давления (расхода) впрыскиваемой воды и тепловой мощности горелочно- го устройства в исходном положении устройства впрыска формирование ГПС завершается в первом контрольном сечении (Х=0.23 м) во всем тем- пературном диапазоне. Список литературы: 1.Никитин М. Н. Диаграммы энтальпий парогазовой смеси / М. Н. Никитин, А. И. Щелоков // Вестник Самарского государственного техни- ческого университета. Сер. Техническиенауки. 2011. No 1 (29). С. 227-232. 2.Никитин М. Н. Использование парогазовой смеси при сжигании топлива / М. Н. Никитин // Промышленная энергетика. 2010. No 12. © А.В. Сатонин, 2017 |