Стабилизация работы камеры пульсационного горения твердого топлива

Введение 3
1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕМУ ПУЛЬСАЦИОННОГО РЕЖИМА ГОРЕНИЯ 9
1.1. История развития пульсационного горения 9
1.2. Особенности и потенциал пульсационного сжигания твердого топлива в контексте современных требований 14
1.3. Возбуждение колебаний газа в установках типа трубы Рийке и резонатора Гельмгольца 17
1.4. Перспективы применения пульсационного сжигания в различных отраслях промышленности 23
2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПУЛЬСАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ В ТЕПЛОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ 28
2.1. Автоколебания газа в тепловых энергетических установках 28
2.2. Базовые термодинамические соотношения 36
2.3. Уравнение частот колебаний в камере сгорания 44
3. РАСЧЁТ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ КОЛЕБАНИЙ ГАЗА В РЕЖИМЕ ПУЛЬСАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ 48
3. 1. Результаты измерений и расчёт собственных частот колебаний газа в зависимости от длины резонансной трубы 48
3.2. Анализ полученных результатов и выявление зависимостей 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 72

Весь текст будет доступен после покупки

Стабилизация работы камеры пульсационного горения твердого топлива является актуальной и значимой задачей в современном мире энергетики и промышленности. В условиях роста потребностей в энергии и постоянного поиска новых, более эффективных и экологически чистых технологий, пульсационное горение привлекает внимание как перспективная технология. Этот вид горения обладает рядом преимуществ, таких как повышение КПД и снижение выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду. Тем не менее, пульсационное горение сопряжено с рядом технических сложностей, среди которых наиболее важной является стабилизация процесса горения.
История пульсационного горения насчитывает несколько десятилетий, начиная с первых исследований в середине XIX века, когда ученые и инженеры начали экспериментировать с различными режимами сжигания топлива. В последние десятилетия, с развитием технологий и появлением новых материалов, интерес к пульсационному горению возрос. Это связано с его потенциалом к повышению эффективности энергетических установок и снижению их негативного воздействия на окружающую среду.
Современные исследования и разработки в области пульсационного горения активно поддерживаются государственными и частными инвестициями, направленными на создание более эффективных и экологически чистых технологий. В этом контексте стабилизация работы камеры пульсационного горения становится критически важной задачей, без решения которой невозможно реализовать весь потенциал данной технологии.
Пульсационное горение характеризуется периодическим увеличением интенсивности горения, чередующимися с фазами относительного покоя. В отличие от традиционных методов горения, где процесс происходит непрерывно, пульсационное горение использует природные резонансные частоты системы для достижения высокой эффективности сжигания. Эти резонансные явления приводят к интенсивному перемешиванию топлива и окислителя, что способствует более полному и эффективному сгоранию.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕМУ ПУЛЬСАЦИОННОГО РЕЖИМА ГОРЕНИЯ
1.1. История развития пульсационного горения

Пульсационный режим горения, или пульсирующее горение, — это одна из форм нестабильного горения, при которой огонь колеблется с определенной частотой, создавая пульсирующие вспышки. История этого явления уходит корнями в начало 19 века, когда ученые и инженеры начали экспериментировать с различными типами горелок и двигателей для достижения более эффективного сгорания топлива.
В начале 20 века исследователи начали замечать, что при определенных условиях пламя в горелках может вести себя необычно, колеблясь и пульсируя. Одним из первых, кто изучал это явление, был французский физик Марсель Браше в 1930-х годах. Браше заметил, что в определенных условиях пламя в горелке может колебаться с регулярной частотой, что приводит к периодическим вспышкам. Это наблюдение стало первым шагом в понимании пульсационного режима горения.
С началом Второй мировой войны интерес к пульсационному режиму горения резко возрос. Одним из ключевых направлений стала разработка реактивных двигателей. Немецкие инженеры в ходе работы над ракетами V-2 и другими реактивными системами заметили, что пульсационное горение может привести к значительному увеличению тяги и эффективности двигателей.
Один из самых известных примеров использования пульсационного горения в военной технике — это немецкий реактивный двигатель "Пульсоструйный двигатель Argus As 014", который устанавливался на крылатую ракету V-1, известную как "Фау-1". Этот двигатель использовал пульсирующее горение для создания тяги, что позволяло ракете развивать значительную скорость и дальность полета.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Гомзиков, Л.Ю. Моделирование явления бедного срыва в камере сгорания газотурбинного двигателя [Текст]: Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета) / Л.Ю. Гомзиков, Ю. Г. Куценко, С. Ф. Онегин. – Самара: СГАУ. - 2007. - №. 2. - С. 67-71.
2. Дятлов, И.Н. Распыливание топлива в камерах сгорания газотурбинных двигателей. / И.Н. Дятлов. // Казань: Изд. КАИ, 1980. – 79 с.
3. Иноземцев, А.А. Газотурбинные двигатели [Текст] / А.А. Иноземцев, В.Л. Сандрацкий. – ОАО «Авиадвигатель», 2006. – 1202 с.
4. Козлов, В.Е. Применение реакторных моделей для расчёта эмиссионных характеристик диффузионных и гомогенных камер сгорания [Текст] / В.Е. Козлов, А.Б. Лебедев, А.Н. Секундов, А.М. Старик, Н.С. Титова // Экологические проблемы авиации. – М.: ТОРУС ПРЕСС, 2012. – С. 321-338.
5. Мингазов, Б.Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчет: Учебное пособие. Издание второе, исправленное / Б.Г. Мингазов.: Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та. - 2006. - 220 с.
6. А. Д., Бугаёв В. В. Технология сжигания твердых бытовых отходов : [арх. 12 августа 2020] // III международная научная конференция «Технические науки: традиции и инновации». — 2018г. – 9 с
7. Шерстобитов М. С., Лебедев В. М. Способы утилизации твердых бытовых отходов // Известия Транссиба. — 2011
8. Семёнова Е.В. диссертация «Термодинамический и акустический анализ пульсационного горения твёрдого и газообразного топлива в двухконтурных моделях тепловых энергетических установок» 2018г.
9. Федотов Е.С., Пальчиковский В.В. Исследование работы разонатора Гельмгольца в волноводе прямоугольного сечения. Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2014, № 38, с. 107—126.
10. Комкин А.И., Миронов М.А., Быков А.И. Поглощение звука резонатором Гельмгольца. Акустический журнал, 2017, т. 63, № 4, с. 356—363.
11. Комкин А.И. Особенности снижения шума в канале резонатором Гельмгольца. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2011, № 1, c. 38—42.
12. Komkin A., Bykov A., Mironov M.A. Experimental study of nonlinear acoustic impedance of circular orifices. The Journal of the Acoustical Society of America, 2020, vol. 148(3) pp. 1391—1403. DOI: 10.1121/10.0001940.
13. Нестеров С.В., Акуленко Л.Д., Байдулов В.Г. Собственные колебания акустического резонатора с локальной перегородкой. ДАН, 2016, т. 470, № 3, с. 279—282.
14. Акуленко Л.Д., Нестеров С.В. Квазилинейные колебания резонатора Гельмгольца. ДАН, 2003, т. 393, № 1, с. 42—46.
15. Быков А.И. Исследования акустических характеристик резонаторов Гельмгольца в системах снижения шума. Дисс. канд. техн. наук. Москва, 2021. 156 с.

Весь текст будет доступен после покупки