Исследование и оптимизация рабочего процесса котла пульсирующего горения малой мощности.

ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ
ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ 10
1.1 Принципиальные отличия энергоустановок на основе пульсирующего
горения от аналогичных теплотехнических установок стационарного
горения 11
1.2 Возможные конструкции АПГ и освоенные области их применения 14
2 ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО КЛАПАНА КОТЛА
ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ 20
2.1 Состояние вопроса по расчету параметров рабочего процесса и
проектированию камер пульсирующего горения 20
2.2 Выбор расчетной модели 25
2.3 Исследование аэродинамического клапана 27
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВ В КОТЛАХ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО
ГОРЕНИЯ 38
4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ 53
4.1 Организация безопасности труда на производстве 53
4.2 Опасные и вредные производственные факторы, методы и
средства защиты 55
4.3 Обеспечение безопасной эксплуатации водогрейных котлов 57
4.4 Экологичность 59
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 61
5.1 Расчет капитальных вложений 61
5.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов 63
5.3 Оценка эффективности капиталовложений 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования. Теплотехника как наука о сжигании топлива и теплообмена интенсивно развивалась в течение более пяти веков и превратилась в набор твердо устоявшихся представлений и методов подхода к решению задач. Однако круг рассматриваемых явлений и процессов оказался в силу ряда причин искусственно сужен до категорий теплообмена при стационарном движении сред и стационарного (факельного) горения (исключение составляет теория двигателей внутреннего сгорания). Почти совершенно выпали из рассмотрения периодические колебательные и волновые процессы, сопровождающие горение и движение сред, участвующих в теплообмене.
Вместе с тем, часть исследователей (и не только теплотехников) на протяжении всего ХХ века вела исследования и разработки, оказавшиеся на стыке таких дисциплин как теплотехника, теория колебаний, химическая кинетика и акустика. Результатом такой деятельности явилось становление нового научного и технического направления, получившего название - пульсирующее горение (ПГ). ПГ - периодический (колебательный) процесс химического взаимодействия компонентов топлива (горючего и окислителя), характеризующийся тем, что амплитуда изменения интенсивности горения соизмерима (имеет тот же порядок величины) со средним значением интенсивности, а период колебаний амплитуды не превосходит время пребывания компонентов топлива и продуктов сгорания в объеме устройства, где этот процесс осуществляется.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ
ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ
Эффективность энергетических установок оценивается термодинамическими критериями. Для их определения используют метод циклов и метод термодинамических потенциалов. Метод циклов основан на законе Кирхгофа для замкнутых цепей, а метод потенциалов - на использовании термодинамических потенциалов. Соответствующие термодинамические потенциалы обладают важным свойством: они однозначно определяют работу процесса, если известны условия его протекания. Это фундаментальное свойство потенциалов позволяет оценивать работоспособность потоков вещества и энергии в элементах системы и определять термодинамические параметры. Другим важным показателем эффективности теплоэнергетической установки является возможность наиболее полного использования потребителем тепловой энергии, получаемой в ней. В большинстве случаев это определяется процессами теплообмена, происходящими в теплоиспользующем аппарате. Поэтому при оценке эффективности теплоэнергетических установок надо использовать системный подход и использовать эксергетический коэффициент полезного действия (КПД), который можно записать в следующем виде
(1.1)
где ЕГ - полезная тепловая мощность генератора тепла (или его эксергия);
EQ - эксергия тепловой энергии используемая потребителем;
ЕТ - эксергия топлива.
или
(1.2)
где - эксергетический кпд генератора тепла;
- эксергетический кпд потребителя.
При термодинамическом анализе на основе метода циклов, широко используется КПД отдельных элементов. Однако, оптимизация каждого элемента не приводит к оптимизации системы в целом. Теплоэнергетические установки на основе пульсирующего горения, по существу, являются аппаратами, где происходит комплексное преобразование энергии топлива: выделение тепловой энергии топлива в ходе процесса горения и использование этой энергии для нагрева газообразного или жидкого теплоносителя. Для определения эксергетических КПД необходимо подробное описание процессов как внутри генератора тепловой энергии, так и в аппарате, где эта энергия используется. В связи с этим в данной главе на основе литературных источников проводится подробный анализ рабочего процесса горения, который является внутрикамерным процессом, и процессов теплообмена пульсирующих потоков.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки