Datorită prezenței mai multor centrale electrice pe o navă mare, de exemplu, motorul principal, un generator diesel pentru generarea de energie electrică, un cazan pentru producerea de apă caldă și abur, combustibilul marin poate fi reprezentat de mai multe tipuri simultan.

În plus, motorul principal al unei nave maritime este adesea alimentat nu cu unul, ci cu două sau mai multe tipuri de combustibil alternativ. Acest lucru se datorează faptului că în ocean există zone de control special al emisiilor de sulf - Marea Nordului și Marea Baltică, coastele Atlanticului și Pacificului din SUA și Canada.

Când se apropie de ele, motoarele sunt trecute la motorină cu un conținut scăzut de sulf. Aceeași tehnică este folosită înainte de a efectua manevre în care de multe ori trebuie să schimbați modurile motorului. După părăsirea portului, motorina este înlocuită cu păcură, pe care nava parcurge cea mai mare parte a rutei.

Tipuri de combustibil pentru transport maritim

Principalele tipuri de combustibil pentru nave astăzi sunt:

• combustibil diesel;
• combustibili marini de înaltă vâscozitate;
• alte tipuri (KST - o componentă a combustibilului marin din condensat de gaz, turbină cu gaz petrolier TG și TGVK, GNL - gaz natural lichefiat etc.)

Motorina și combustibilii cu vâscozitate scăzută sunt clasificați ca produse petroliere ușoare. Ele diferă unele de altele în ceea ce privește costul (SMT este mult mai ieftin), precum și caracteristicile tehnice.

SMT conține mai mult sulf (de la 0,5 la 1,5% față de 0,01%), are un număr de cetanic mai mic (40 față de 45). Principalul beneficiu al înlocuirii motorinei cu vâscozitate scăzută este costul scăzut al acestuia din urmă, precum și faptul că, în absența sulfului, în motorina trebuie introduși aditivi speciali scumpi pentru a menține proprietățile de lubrifiere.

Tipurile de motorină marină cu vâscozitate ridicată sunt clasificate ca produse petroliere de calitate întunecată. Sunt mai ieftine decât cele ușoare, prin urmare sunt utilizate pe scară largă pentru transport maritim. Subdivizat în ușoare, grele și super grele. Aceste tipuri includ uleiuri navale F-5 și F-12, păcură pentru cuptoare M-40 și M-100, combustibil marin IFO-30, IFO-180, IFO-380. Sunt produse prin amestecarea produselor petroliere reziduale cu fracțiunile de motorină. Clasele întunecate sunt folosite la motoarele cu viteză mică și medie.

Despre depozitarea și prepararea combustibilului marin

Pentru depozitarea combustibilului pe navă se folosesc buncăre de combustibil situate lângă camera mașinilor. O navă mare poate consuma până la 40 de tone de combustibil pe zi, dar combustibilul în exces, cu excepția unei surse de urgență în caz de furtună, nu este luat în zbor, deoarece creează balast și reduce sarcina utilă a navei. Balastul include și alimentarea cu combustibil mort de pe navă - rămășițele din buncărele de sub conductele de admisie.

Înainte de utilizare, păcurele sunt adesea supuse unor operațiuni speciale de pregătire. Acestea constau în:

1. La încălzirea masei de combustibil de păcură rece, care și-a pierdut fluiditatea, prin adăugarea de păcură fierbinte în rezervor. Încălzirea se realizează și în rezervoare echipate cu sisteme speciale de încălzire.
2. Purificare prin decantare sau separare în instalații speciale de nave; în timpul acestor procese se separă murdăria, incluziunile mecanice și apa. Combustibilul purificat uzează mai puțin motoarele, astfel încât instalațiile de curățare sunt mai mult decât avantajoase.

Astăzi, există multe soiuri de motorină și alte tipuri de combustibil pentru navă. Pentru a evita greșelile la cumpărare, încercați să cumpărați combustibil și lubrifianți numai de la furnizori de încredere.

În ultimii douăzeci de ani, industria auto a obținut rezultate extraordinare în reducerea conținutului de substanțe nocive din gazele de eșapament. Interzicerea utilizării benzinei cu plumb, utilizarea convertoarelor catalitice ale gazelor de eșapament și a sistemelor moderne de alimentare cu motor cu ardere internă au redus semnificativ efectele nocive ale transportului rutier asupra mediului și sănătății umane.
În timpul funcționării motoarelor cu ardere internă a automobilelor, nu numai gazele toxice sunt emise în atmosferă, ci și dioxid de carbon (CO 2 ).
Motoarele mașinilor moderne au devenit mai eficiente, iar acest lucru a dus la o scădere a emisiilor de dioxid de carbon. Utilizarea combustibililor alternativi contribuie, de asemenea, atât la reducerea substanțelor nocive din gazele de eșapament, cât și la reducerea dioxidului de carbon.
Gaze petroliere lichefiate(GPL - Gaz petrolier lichefiat) fac posibilă reducerea conținutului de substanțe nocive din gazele de eșapament și, în același timp, reducerea cantității de CO 2 emisă în timpul funcționării motorului cu ardere internă cu aproximativ 10%.
Gaz natural comprimat(CNG - Gaz natural comprimat) este un combustibil alternativ care poate fi utilizat la motoarele cu aprindere prin scânteie și diesel. Pentru a fi folosit ca combustibil într-un motor cu ardere internă, acesta trebuie să fie comprimat la o presiune mare pentru a ocupa un volum mai mic. Acest gaz poate fi transportat în butelii de înaltă presiune. Când este folosit ca combustibil, emisia de substanțe nocive în atmosferă este redusă.
metanol(Metanol) - combustibil alcoolic obținut în procesul de rafinare a petrolului sau a cărbunelui. Când se utilizează metanol ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă, nivelul de dioxid de carbon din gazele de eșapament este redus cu 5% în comparație cu benzina. Cu toate acestea, este nevoie de două ori mai mult combustibil pentru a obține aceeași putere ca atunci când folosiți benzină.
etanol(Etanol) - un combustibil alcoolic derivat din plante precum porumb, trestie de zahăr etc., are aproximativ aceleași proprietăți ca metanolul și produce mai puțini oxizi de azot și o reducere cu 4% a dioxidului de carbon atunci când este ars în comparație cu benzina. Gazele de eșapament ale unui motor cu ardere internă care funcționează pe etanol conțin aldehide nocive care au un miros neplăcut, irită mucoasele corpului uman și nu pot fi eliminate cu ajutorul convertoarelor catalitice.
Hidrogen(H 2) - un gaz combustibil care, atunci când este ars, se combină cu oxigenul pentru a forma apă. Hidrogenul este cea mai promițătoare alternativă la combustibilii cu hidrocarburi. Hidrogenul este, de asemenea, un combustibil promițător pentru utilizarea în centralele electrice cu celule de combustie.
Combustibilii alternativi enumerați pot fi utilizați, în unele cazuri, pentru motoarele de automobile. Mulți producători de automobile au în programul lor lansarea de mașini care pot folosi combustibili alternativi. Cele mai comune vehicule care pot folosi gaz lichefiat sau gaz natural comprimat împreună cu benzină.

Mașină Mini Cooper alimentată cu hidrogen

Motoarele vehiculelor de testare BMW 750hL și Mini Cooper Hydrogen sunt echipate cu un sistem de injecție cu hidrogen lichid și răcit care se amestecă cu aerul în galeria de admisie. Această abordare face posibilă îmbunătățirea umplerii cilindrilor motorului cu ardere internă cu un amestec aer-combustibil și reducerea la minimum a poluării mediului.
Utilizarea unor tipuri alternative de combustibil pentru automobile poate încetini oarecum perspectiva epuizării rezervelor mondiale de petrol, dar nu rezolvă complet această problemă. Prin urmare, majoritatea producătorilor de mașini din lume sunt acum strâns implicați în dezvoltarea centralelor electrice care utilizează surse alternative de energie.

transcriere

1 Procedurile MAI. Problema 87 UDC Utilizarea combustibililor alternativi în motoarele cu turbine cu gaz pentru avioane Siluyanova M.V.*, Chelebyan O.G.** Institutul de Aviație din Moscova (Universitatea Națională de Cercetare), MAI, autostrada Volokolamsk, 4, Moscova, A-80, GSP-3, Rusia *e -mail: **e-mail: Adnotare Această lucrare prezintă rezultatele unui studiu experimental al influenței proprietăților fizice ale lichidului asupra parametrilor jetului de pulverizare aer-combustibil din spatele dispozitivului frontal al camerei de ardere a gazului pneumatic motoare cu turbina. Pentru a determina caracteristicile de pulverizare și a studia procesul de zdrobire și amestecare a combustibililor alternativi cu vâscozitate ridicată, a fost dezvoltat un model de biocombustibil pe bază de kerosen de gradul TS-1. În urma lucrărilor efectuate, s-au obținut o serie de dependențe ale caracteristicilor diametrului mediu, vitezei și concentrației picăturilor de combustibil în fluxul din spatele arzătorului pentru kerosen și biocombustibil model. Rezumând datele obținute, s-a constatat că la utilizarea combustibililor vâscoși este necesară aplicarea metodei de pulverizare pneumatică pentru a asigura parametrii de funcționare specificați ai camerei de ardere a motoarelor cu turbine cu gaz.

2 Cuvinte cheie: dispozitiv frontal, atomizare, biocombustibil, pneumatic, lanterna de atomizare, duză, turbion, cameră de ardere. Înăsprirea cerințelor de mediu ICAO (Organizația Aviației Civile Internaționale) pentru emisiile nocive de la motoarele de aeronave obligă puterile de vârf să caute surse alternative de energie, în special să extindă domeniul de aplicare a biocombustibililor. Combustibilii alternativi au proprietăți fizice oarecum diferite de kerosenul de aviație convențional. Utilizarea biocombustibililor regenerabili derivați din plante sau acizi grași este foarte promițătoare. În prezent, aviația reprezintă aproximativ 2% din emisiile antropice de CO 2. Atunci când se utilizează biocombustibili, emisiile de fum, particule de carbon, monoxid de carbon, sulf și dioxid de carbon sunt în general reduse. Astfel, utilizarea biokerosenului obținut din uleiurile de semințe de jatropha prelucrate în aviație, în locul kerosenului tradițional, va reduce amprenta de carbon cu aproape 80%. În ultimii ani, companiile străine au efectuat cercetări cu privire la posibilitatea utilizării combustibililor alternativi fără a modifica designul motoarelor cu turbine cu gaz. Primul zbor al unei aeronave cu biocombustibil a avut loc în 2008 de către compania aeriană britanică Virgin Atlantic Airways Ltd, care deține această aeronavă. Boeing și ei

3 parteneri internaționali lucrează deja la trecerea biocombustibililor de la testare la producție. Boeing Freighters și avioanele 787 au efectuat primele zboruri demonstrative transatlantice prin Pacific folosind biocombustibil în 2011 și 2012. Schiphol din Amsterdam, folosind ulei vegetal reciclat ca combustibil pentru aviație. Rusia nu are încă o producție de biocombustibili la scară industrială. Această direcție are însă un mare viitor datorită prezenței unor suprafețe mari semănate și suprafețe de apă în țara noastră. 1. Enunțarea problemei. În această lucrare a fost studiată influența parametrilor lichidelor combustibile asupra caracteristicilor pulverizării în spatele dispozitivului frontal al camerei de ardere a unui motor cu turbină cu gaz de tip pneumatic. Scopul experimentului a fost de a determina caracteristicile de dispersie ale aerosolului, câmpurile de viteză și distribuția particulelor în flux în timpul pulverizării pneumatice a combustibililor standard (kerosen TS-1) și vâscoși (biocombustibil). Majoritatea combustibililor utilizați în motoarele de aeronave sunt în mod normal lichizi și, prin urmare, trebuie atomizați înainte de a fi introduși în zona de ardere. În centralele electrice moderne

4 utilizează o varietate de dispozitive de duză care diferă nu numai prin design, ci și prin principiile pe care se bazează sistemul de pulverizare a combustibilului. Tipul de atomizare este împărțit cel mai simplu la energia principală cheltuită pentru atomizarea lichidului, adică. utilizați așa-numita abordare energetică pentru clasificare. Aprinderea combustibilului, stabilitatea și eficiența arderii, nivelurile de emisie de substanțe nocive sunt strâns legate de procesele de zdrobire a combustibilului lichid și amestecarea acestuia cu aer în sistemul de atomizare. Ca tip alternativ de combustibil, a fost ales un amestec de kerosen de aviație TS-1 (40%), etanol (40%) și ulei de ricin (20%). Proporțiile selectate ale biocombustibilului model asigură o compoziție omogenă și bine amestecată, fără stratificare și precipitare. Pentru amestecul rezultat, au fost determinate proprietățile fizice, care în majoritatea cazurilor afectează procesul de pulverizare și zdrobire a picăturilor. Vâscozitatea cinematică a lichidului F a fost măsurată cu un viscozimetru VPZh-1 cu un diametru capilar de 1,52 mm. Coeficientul de tensiune superficială F a fost calculat din valorile măsurate ale densității și temperaturii. Tabelul 1 prezintă proprietățile fizice la o temperatură de 20 C ale kerosenului de aviație TS-1 și diverși biocombustibili, inclusiv cei utilizați în această lucrare.

5 Tipul de lichid luat în considerare Densitatea, kg/m 3 Vâscozitatea cinematică 10 6, m 2 /s Kerosen TS,3 24.3 Model 860 6.9 28 2 Tabelul 1. Coeficientul tensiunii superficiale 10 3, N/m Tabelul arată că principalele diferența în proprietățile unui astfel de indicator precum vâscozitatea, a cărui valoare pentru biocombustibilii model este de peste 5 ori mai mare decât vâscozitatea kerosenului, iar alți parametri diferă cu doar 10-15%. În atomizarea pneumatică a lichidelor, factorii determinanți sunt forțele aerodinamice externe și mecanismele interne de influență asupra formei inițiale a jetului. Valoarea vâscozității cinematice determină grosimea peliculei formate la ieșirea din duza de combustibil, iar tensiunea superficială determină dimensiunea particulelor din flux în timpul strivirii prin presiunea de mare viteză a aerului. Pentru testare a fost utilizat un modul frontal al camerei de ardere cu atomizare pneumatică a combustibilului. Acest dispozitiv frontal constă dintr-un turbion tangenţial central, în care un flux de aer turbionat se deplasează de-a lungul unui canal axial aer-combustibil, amestecându-se cu jeturi de combustibil, un turbion periferic cu lame şi un turbion tangenţial extern. Alimentarea cu combustibil este proiectată în așa fel încât

6 distribuie combustibilul într-un raport de 1/3 între canalul periferic și cel central. Un turbion tangenţial extern asigură amestecarea suplimentară a amestecului aer-combustibil preparat parţial în canalul axial şi periferic. Utilizarea unui turbion tangențial central face posibilă creșterea gradului de turbionare a curgerii și organizarea unei zone stabile de curenți inversi pe axa dispozitivului. Vârtejul cu palete medii cu un unghi mare de turbion al curgerii asigură atomizarea combustibilului principal într-un aerosol fin. Un turbion tangenţial extern elimină posibilitatea de ejectare a picăturilor mari la ieşirea duzei de aer şi dincolo de limita exterioară a jetului aer-combustibil. Injecția distribuită de combustibil prin canalele de aer central și mijlociu vă permite să obțineți un aerosol cu ​​o distribuție mai uniformă a concentrației de combustibil pe secțiunea transversală a flăcării aer-combustibil din spatele ieșirii duzei. Dispozitivul frontal dezvoltat are un design pliabil, care permite utilizarea diferitelor tipuri de duze de aer și turbionare tangențiale, în funcție de cerințe, inclusiv pentru pulverizarea uleiului vâscos și a biocombustibililor. 2. Tehnica experimentală. Au fost efectuate studii experimentale pe standul pentru diagnosticarea cu laser a caracteristicilor pistoletelor aer-combustibil, prezentate în Figura 1. Standul pentru diagnosticarea laser vă permite să obțineți caracteristici

7 (câmpuri de finețe de pulverizare, câmpuri de concentrații și pulsațiile acestora, unghiuri de flacără etc.) ale pistoletelor aer-combustibil create de duze și dispozitive frontale. În plus, vizualizarea fluxului în modele transparente cu ochelari de cuarț este posibilă pe stand. Standul folosește un sistem închis de utilizare a combustibilului, în care combustibilul atomizat se depune pe separatorul de picături, este colectat în baia de combustibil, filtrat și reintrodus în cilindru. Orez. 1. Schema standului de diagnosticare cu laser. Standul este dotat cu echipamente pentru masurarea debitelor, presiunilor si temperaturilor combustibilului si aerului. Consumul G T și densitatea combustibilului se măsoară cu un debitmetru KROHNE, consumul de aer G B - cu un debitmetru PROMASS. Măsurarea presiunii se face cu ajutorul senzorilor ADZ. Fotografia digitală este realizată de o cameră video color cu trei matrice Canon XL-H1. Partea optică a standului este echipată cu echipamente pentru măsurători cu laser

8 calitatea atomizării și viteza picăturilor prin împrăștierea luminii picăturilor. În această lucrare, studiile fizice au fost efectuate folosind metoda anemometriei Doppler de fază (PDPA). 3. Rezultatele unui studiu experimental. Testele au început cu determinarea caracteristicilor de curgere ale dispozitivului frontal prin canalul de combustibil pentru kerosen și biocombustibil, precum și prin canalele de alimentare cu aer a modulului. Figurile 2 și 3 prezintă grafice cu caracteristicile debitului, unde P T și P B înseamnă diferența de presiune dintre combustibil și respectiv aer. Orez. 2. Graficul caracteristicilor de curgere pentru canalul de combustibil.

9 Fig. 3. Graficul caracteristicii debitului pentru aer prin modul. Pentru a determina caracteristicile atomizării, au fost investigate trei moduri principale care simulează funcționarea camerei de ardere la pornire, la relanti și la croazieră. Testele au fost efectuate în condiții de spațiu deschis cu presiunea barometrică P=748 mm Hg. Artă. iar la o temperatură ambiantă de 20 C. Măsurarea parametrilor de pulverizare a fost efectuată în secțiunea transversală a jetului aer-combustibil la o distanță de 30 mm de la ieșirea duzei de aer până la planul cuțitului laser-optic cu un interval de 5 mm. Experimentele au fost efectuate cu următorii parametri de funcționare ai modulului frontal: La alimentarea cu kerosen TS-1: 1. Pv=3,0 kPa; Gv=8,9 g/s; GT=1,0 g/s; Pt=5,6 kPa; 2. Pv=3,0 kPa; Gv=8,9 g/s; GT=3,0 g/s; Pt=23,6 kPa; 3. Pv=20,0 kPa; Gw=22,5 g/s; GT=0,25 g/s; Pt=9,7 kPa;

10 La furnizarea modelului de biocombustibil: 1. Pb=3,0 kPa; Gv=8,9 g/s; GT=1,0 g/s; Pt=7,9 kPa; 2. Pv=3,0 kPa; Gv=8,9 g/s; GT=3,0 g/s; Pt=7,9 kPa; 3. Pv=20,0 kPa; Gw=22,3 g/s; GT=0,25 g/s; Pt=9,7 kPa; Fotografii ilustrate ale pistoletelor de pulverizare în funcție de modurile de funcționare ale dispozitivului frontal pentru fiecare tip de combustibil sunt prezentate în figurile 4 și 5. Pv = 3,0 kPa; Gt=1 g/s Pv=3,0 kPa; GT=3 g/s

11 Pv=20,0 kPa; GT=0,25 g/s Fig. 4. Fotografii ale jeturilor de pulverizare după regimuri pentru kerosen TS-1. Pv=3,0 kPa; Gt=1 g/s Pv=3,0 kPa; GT=3 g/s

12 Pv=20,0 kPa; GT=0,25 g/s Fig. 5. Fotografii cu jeturi de pulverizare după regimuri pentru biocombustibil. Din fotografiile prezentate se poate spune că vizual calitatea atomizării kerosenului este mult mai bună decât cea a biocombustibililor. Limitele torței sunt clare, fără prezența picăturilor mari la periferie și cu un unghi de deschidere stabil de ordinul mărimii.Distribuția picăturilor în flux este destul de uniformă, fără apariția unor zone îmbogățite. Când este furnizat un biocombustibil mai vâscos, aspectul general al aerosolului rezultat, prezentat în fotografii, este inferior în prezența particulelor mari la limitele jetului de pulverizare. Mai multe picături mari zboară de-a lungul limitei periferice a flăcării decât pentru kerosen. Motivul pentru aceasta este procesul de zdrobire în camera de amestecare a turbitorului, care nu poate face față unui volum mare de lichid cu proprietăți fizice îmbunătățite. Particulele nezdrobite din fluxul de aer învolburat sunt separate de marginea duzei de aer, unde se obține o anumită concentrație, și se descompun până la marginea jetului de pulverizare. Cu toate acestea, astfel de picături sunt zdrobite

13 se află deja la o distanță de un calibru de duza turbionară. Acest lucru se datorează faptului că jetul de lichid de la ieșirea duzei de combustibil formează o peliculă care se mișcă de-a lungul părții cilindrice și începe să fie zdrobită de o presiune a aerului de mare viteză învolburată și picături care nu au avut timp să se spargă. sunt separate și se așează pe raze mari ale suprafețelor de pulverizare. O proprietate caracteristică pentru prezența unor astfel de picături este grosimea crescută a peliculei de combustibil formate, care pentru biocombustibilul vâscos depășește de peste 5 ori în comparație cu kerosenul standard. De aici apariția particulelor mari la limitele torței, care se observă în mod clar cu o creștere a consumului de combustibil prin intermediul dispozitivului. Iar cu o creștere a căderii de presiune pe partea din față, picăturile mari au timp să fie zdrobite într-un volum mai mare de aer. 4. Analiza rezultatelor obtinute. Să luăm în considerare curbele de distribuție măsurate ale caracteristicilor de curgere din spatele modulului frontal pentru fiecare tip de combustibil. Toate caracteristicile de pulverizare au fost obținute în aceleași condiții de funcționare ale modulului frontal. Atenția principală a fost acordată influenței vâscozității lichidului și a coeficientului de tensiune superficială asupra procesului de atomizare, zdrobire și amestecare cu aer. De asemenea, cu metoda aleasă de atomizare pneumatică completă a lichidului, o condiție caracteristică pentru eficiența formării amestecului este parametrul raportului dintre consumul de aer și combustibil AAFR, care ar trebui să fie de obicei cel puțin 5.

14 Când se folosesc combustibili mai vâscosi, cu cât valoarea acestui parametru este mai mare, cu atât procesul de atomizare este mai eficient, iar procesul de amestecare a combustibilului cu aer este omogenizat. Această metodă de atomizare pneumatică este studiată și utilizată în mod activ în practica mondială de către corporațiile de top cu motoare de aeronave în dezvoltarea de noi fronturi pentru camere de ardere cu emisii scăzute. Figurile 6 și 7 prezintă un grafic al distribuției caracteristicilor penei de pulverizare atunci când este furnizat kerosenul de aviație TS-1 (medie pe ansamblu într-un punct fix în spațiu).

15 D10 (µm) D32 (µm) Z (mm) Z (mm) dpair=3 kpa, GT=1 g/s dpair=3 kpa, Gt=3 g/s dpair=20 kpa, Gt=0,25 g/s Smochin. Fig. 6. Grafice ale distribuției diametrelor medii (D 10) și medii ale picăturilor Sauter (D 32) în secțiune transversală de-a lungul diametrului conului de pulverizare pentru kerosen TS-1.

16 U (m/s) Cv*pow(10,5) 10 Z (mm) Z (mm) dpair=3 kpa, GT=1 g/s dpair=3 kpa, GT=3 g/s dpair. =20 kPa, Gt=0,25 g/s Fig. 7. Grafice ale distribuției vitezei axiale (U) și câmpurilor de concentrație volumetrică a fluxurilor de particule în secțiunea transversală de-a lungul diametrului conului de pulverizare pentru kerosen TS-1.

17 Distribuțiile obținute ale dispersității aerosolilor arată că principala diferență cu modificarea debitelor se manifestă în punctele extreme ale pistoletului. În general, modelul de pulverizare are o structură uniformă și bine amestecată. Picăturile sunt distribuite în flux uniform ca mărime, iar valorile medii ale diametrelor Sauter D 32 pe planul de măsurare pentru moduri sunt: ​​1 44,9 µm, 2 48,7 µm, 3 22,9 µm. Pe axa dispozitivului, se formează o zonă stabilă de curenți inversi în intervalul de la 2,5 la 8,0 m/s la o cădere de presiune de 3 kPa, iar valoarea maximă a vitezei negative atinge 12 m/s în modul la Pv = 20 kPa, iar lățimea este de 20 mm. Nivelul parametrilor unui astfel de aerosol va face posibilă arderea combustibilului în camera de ardere a unui motor cu turbină cu gaz cu o eficiență ridicată de ardere și va asigura un nivel scăzut de emisii nocive. Să luăm acum în considerare caracteristicile unui aerosol atunci când un lichid mai vâscos este furnizat în condiții similare ale experimentului. Graficele de distribuție în funcție de dispersie, viteză și concentrație a particulelor în fluxul din spatele arzătorului sunt prezentate în figurile 8 și 9.

18 D10 (µm) D32 (µm) 100 Z (mm) Z (mm) dpair=3 kpa, GT=1 g/s dpair=3 kpa, GT=3 g/s dpair=20 kpa, GT= 0,25 g/ s Fig. Fig. 8. Grafice ale distribuției diametrelor medii (D 10) și medii ale picăturilor Sauter (D 32) în secțiune transversală de-a lungul diametrului conului de pulverizare pentru biocombustibilul model.

19 U (m/s) Cv*pow(10,5) 10 Z (mm) Z (mm) dpair=3 kpa, GT=1 g/s dpair=3 kpa, Gt=3 g/s dpair. =20 kpa, Gt=0,25 g/s Fig. 9. Grafice ale distribuției vitezei axiale (U) și ale câmpului concentrației volumetrice a fluxurilor de particule în secțiunea transversală de-a lungul diametrului conului de pulverizare pentru biocombustibil model.

20 După ce am efectuat o analiză comparativă a graficelor prezentate a caracteristicilor debitului din spatele modulului frontal, vedem că atunci când se utilizează un combustibil alternativ pentru dispozitivul selectat cu o metodă de pulverizare pneumatică, structura aerosolului practic nu s-a schimbat. În ceea ce privește dispersia, aerosolul rezultat nu este inferior kerosenului și, în unele locuri, chiar mai bine. Se observă diferențe în densitatea distribuției picăturilor la periferia penei, unde este concentrată cea mai mare parte a particulelor mari. În zona centrală, au fost semănate mai multe particule de dimensiuni mici decât pentru TS-1. Dimensiunea medie măsurată a picăturilor D 32 pe secțiunea transversală a pistoletului pentru biocombustibil în funcție de moduri este: 1 32 µm, 2 50 µm, 3 20 µm. Nivelul obținut al caracteristicii de dispersie a aerosolului D 32 mediat pe planul de măsurare pentru biocombustibilul model este cu 30% mai mare decât D 32 pentru TS-1 în modul de pornire al modulului frontal. În celelalte două regimuri cu valori mari AAFR, dispersitatea aerosolului rămâne practic neschimbată. Deoarece proprietățile lichidului de testare diferă în principal în ceea ce privește vâscozitatea, câmpul de distribuție a vitezei particulelor în flux s-a modificat în zona curenților inversi. Viteza maximă negativă a fost păstrată doar în două moduri și a scăzut la 5 m/s, iar lățimea zonei de separare este de la 6 mm la 9 mm. La rate mari de alimentare cu combustibil (modul 2), viteza negativă dispare și se transformă într-una pozitivă și se ridică la 4 m/s. Acest lucru se datorează decelerării fluxului de aer, picăturilor mari din acesta, care sunt mai mari în masă decât picăturile de kerosen. În zonă

21 de curenți inversi sunt concentrați, în principal, cele mai mici particule care se află în mișcare constantă în interiorul ciclonului. Energia aerului învolburat cheltuită pentru zdrobirea picăturilor lichide pentru zdrobirea picăturilor lichide începe să fie insuficientă pentru a genera o viteză negativă a particulelor în zona curenților inversi, de unde și scăderea acestei componente pentru biocombustibil. În același timp, valorile vitezei maxime nu s-au schimbat și se află în intervalul de la 10 m/s la 23 m/s. Picăturile sunt distribuite în flux uniform în mărime și în diametrul jetului de pulverizare. 5. Concluzie. În urma studiilor experimentale privind influența parametrilor lichidului asupra procesului de atomizare și amestecare a combustibilului cu aer într-un dispozitiv frontal pneumatic, se pot trage următoarele concluzii. 1. Cu metoda pneumatică de pulverizare a lichidelor cu proprietăți diferite, vâscozitatea are un efect redus asupra dispersiei picăturilor în flux. Principalul parametru care afectează procesul de zdrobire și dimensiunea picăturilor este coeficientul de tensiune superficială. 2. Când combustibilii alternativi sunt atomizați, vâscozitatea ridicată se reflectă în principal asupra câmpului de viteză axială în zona curenților inversi, dar natura generală a fluxului nu este perturbată. Valori de vârf

Viteza nu se modifică, dar zona de stabilizare se îngustează la jumătate, iar componenta maximă a vitezei negative a particulelor în flux este reținută numai la debite scăzute de lichid. 3. Atomizarea lichidă pneumatică asigură nivelul necesar de caracteristici ale fluxului aer-combustibil și poate fi utilizată atât pentru utilizarea petrolului, cât și a combustibililor alternativi la prepararea unui amestec omogen și ardere eficientă în camera de ardere a motoarelor moderne și avansate cu turbină cu gaz. . Experimentele efectuate au făcut posibilă studierea influenței proprietăților fizice ale combustibililor lichizi asupra caracteristicilor aerosolului în metoda pneumatică de atomizare a lichidului. Referințe 1. Protecția mediului. Anexa 16 la Convenția privind aviația civilă internațională. Emisiile motoarelor de aeronave, URL: y.pdf 2. Vasiliev A.Yu., Chelebyan O.G., Medvedev R.S. Caracteristici ale utilizării amestecului de biocombustibil în camerele de ardere ale motoarelor moderne cu turbină cu gaz // Vestnik SSAU (41). Cu Liu, K., Wood, J. P., Buchanan, E. R., Martin, P. și Sanderson, V., Biodiesel as An Alternative Fuel in Siemens DLE Combustors: Atmospheric and

23 HighPressure Rig Testing, ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Voi. 132, nr. 1, Damskaya I.A., Raznoschikov V.V. Metoda de determinare a noilor compoziții ale combustibililor alternativi // Buletinul Institutului de Aviație din Moscova T C Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gaz Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions, ed. a 3-a, CRC Press, Siluyanova M.V., Popova T.V. Studiu al unui schimbător de căldură pentru motoare cu turbină cu gaz de ciclu complex // Proceedings of the MAI, 2015, issue 80, URL: 7. Siluyanova M.V., Popova T.V. Dezvoltarea unei metodologii pentru proiectarea și calcularea unui schimbător de căldură pentru motoarele cu turbină cu gaz cu ciclu complex // Proceedings of the MAI, 2016, issue 85, URL: 8. Dityakin Yu.F., Klyachko L.A., Novikov B.V., Yagodkin V.I. Pulverizarea lichidelor. - M.: Mashinostroenie, p. 9. Legile arderii / Ed. ed. Yu.V. Polezhaev. - M.: Energomash, p. 10. Lefevre A. Procese în camerele de ardere ale motoarelor cu turbine cu gaz. - M.; Pace, p. 11. Anna Maiorova, Aleksandr Vasil „ev și Oganes Chelebyan, „Biocombustibili - Status și Perspectivă”, carte editată de Krzysztof Biernat, ISBN , Publicat: 30 septembrie 2015, cap.16, pp.

UDC 621.452.3.034 COMPARAȚIA CARACTERISTICILOR DIFERITELOR TIPURI DE INJECTOARE CU UTILIZAREA DEBITULUI DE AER 2007 A. Yu. Institutul central de motoare de aviație Vasiliev, Moscova

UDC 61.45.034.3 PROIECTAREA SI STUDIUL EXPERIMENTAL AL ​​MODULELOR INJECTOARE 006 A.Yu. Vasiliev, A.I. Mayorova, A.A. Sviridenkov, V.I. Institutul Central Yagodkin de Motoare de Aviație.

UDC 621.45.022.2 ANALIZA COMPARAȚĂ A DISTRIBUȚIILOR DE COMBUSTIBIL ÎN MODULELE DE INJECTOARE CU UN SWIRLER PE TREI NIVELURI 2007 VV Tretyakov Central Institute of Aviation Motors. P. I. Baranova, Moscova

UDC 536,46 CONTROLUL CARACTERISTICILOR DE ARDERIE ALE UNUI FLARE DE ALUMINIU-AER ÎNTR-UN DEBUT DE AER 2007 AG Egorov, AN Universitatea de Stat Popov Togliatti Rezultatele experimentului

Știința ingineriei UDC 536.46 CONTROLUL CARACTERISTICILOR DE COMBUSTIE ALE ALUMINIU-AER ÎNTR-UN DEBUT DE AER PĂRINT 007 A. G. Egorov, A. N. Popov Universitatea de Stat Togliatti

Buletinul Universității Aerospațiale de Stat Samara 3 (41) 213, partea 2

Jurnalul electronic „Proceedings of MAI”. Numărul 38 www.mai.ru/science/trudy/ UDC: 621.45 Studii experimentale de inițiere a detonației și moduri de funcționare a modelului de cameră a unui motor cu detonare pulsatorie

Metoda de furnizare în comun a uleiurilor vegetale și motorinei Doctor în științe tehnice, prof. Shatrov M.G., Ph.D. Malchuk V.I., Ph.D. Dunin A.Yu., Ezzhev A.A. Tehnica de stat auto și drumuri din Moscova

Jurnalul electronic „Proceedings of MAI”. Ediția 65 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.7.036.22.001 (024) Utilizarea pachetului software ANSYS pentru a crea o configurație experimentală capabilă

10LK_PAKHT_TECHNOLOGIES_P.1_ DISPERSIA GAZELOR ȘI LICHIDELOR2_KALISHUK 10.2 Dispersia lichidelor Există două metode de dispersie a lichidelor: picurare și jet. Se efectuează dispersia prin picurare

Procesele MAI. Numărul 88 UDC 536.8 www.mai.ru/science/trudy/ Influența caracteristicilor geometrice ale turbitorului asupra structurii vortexului fluxului din camera de ardere a impulsurilor Isaev A.I.*, Mairovich Yu.I.**, Safarbakov

UDC 536,24 AMESTECARE ADIABATICĂ ÎN JET DE PERETE ÎN VORTINE Shishkin N.Da. Institutul de Fizică Termică Kutateladze SB RAS, Novosibirsk, Rusia REZUMAT Distribuția temperaturii și concentrației

UDC 621.436 STUDII EXPERIMENTALE ALE PULVERIILOR DE BIOCOMBUSTIBILI SUB DIFERITE PRESIUNI DE INJECȚIE UTILIZAȚI MIJLOACE DE PULVERIZARE OPTICĂ CONTROLUL CALITĂȚII А.V. Eskov, A.V. Maecki sunt citate

UDC 621.452 INVESTIGARE A CÂMPULUI DE TEMPERATURĂ LA IEȘIREA CAMERE DE ARDE CU DEBUT ÎN ROTIRE ÎN COLECTOR DE GAZ 2006 G. P. Grebenyuk 1, S. Yu. Kuznetsov 2, V. F. Kharitonov 2

UDC 533.6.011.5 INTERACŢIUNEA CONTRACURRENTĂ CU SUPRAFAŢA VEHICULULUI SPATIAL DE COBORARE V.N. Kryukov 1, Yu.A. Kuzma-Kichta 2, V.P. Solntsev 1 1 Institutul de Aviație din Moscova (tehnică de stat

Cursul 5. 2.2.Arderea combustibililor gazosi si lichizi Arderea gazelor se realizeaza in camera de ardere, unde amestecul combustibil este alimentat prin arzatoare. În spațiul cuptorului ca urmare a complexului fizico-chimic

Aparține ciclului disciplinelor speciale și studiază fundamentele teoriei arderii, organizarea procesului de lucru în camerele de ardere ale motoarelor cu turbine cu gaz, caracteristicile camerei de ardere, metodele de contabilizare și reducerea emisiilor de substanțe nocive. , calcul

UDC 621.45.022.2 INVESTIGARE COMPUTAȚIONALĂ A DISTRIBUȚIEI COMBUSTIBILULUI ÎN MODULUL INJECTOR AL CAMEREI DE ARDER 2006 VV Tretiakov Institutul Central de Motoare de Aviație, Moscova Sunt prezentate rezultatele

Utilizarea pachetului software FlowVision pentru reglarea fină a designului unei camere de ardere cu toxicitate scăzută. Bulysova L.A., cercetător junior Institutul rusesc de inginerie termică, Moscova În dezvoltarea turbinelor cu gaz promițătoare

Buletinul Universității Aerospațiale de Stat Samara (41) 1 g.

UDC 621.43.056 G.F. ROMANOVSKY, doctor în inginerie Științe, S.I. SERBIN, Dr. Sci. Științe, V.G. VANTSOVSKY, V.V. Universitatea Națională de Construcții Navale VIlkul numită după Amiralul Makarov, Complexul de cercetare și producție

UDC 697.932.6 Duză bazată pe „Efectul RU” Ph.D. Rubtsov A.K., Gurko N.A., Parakhina E.G. Universitatea ITMO 191002, Rusia, Sankt Petersburg, st. Lomonosova, 9 Numeroase studii experimentale

BULETIN ŞTIINŢIFIC 2014 MSTU GA 205 UDC 621.452.3 STAREA ACTUALA A PROBLEMEI ŞI MODALITĂŢI DE ÎMBUNĂTĂŢIREA CARACTERISTICILOR PROCESULUI DE FUNCŢIONARE A CAMERE DE ARDERE ALE MOTOARELOR MICI TURBINE A GAZ A.M. LANSKY, S.V. LUCACHEV,

COMPLEX PENTRU CONTROLUL COMPOZIȚIEI DISPERSAȚE A PICĂTURILOR DE JET DE COMBUSTIBIL PURTAT V.V. Evstigneev, A.V. Eskov, A.V. Klochkov Dezvoltarea rapidă a tehnologiei duce în prezent la o complicație structurală semnificativă

Programul țintă federal „Cercetare și dezvoltare în domenii prioritare de dezvoltare a complexului științific și tehnologic al Rusiei pentru 2014-2020” Acordul 14.577.21.0087 din 05.06.2014 pentru perioada

UDC 658,7; 518.874 A. P. Polyakov, doctor în științe tehnice, prof.; B. S. Mariyanko INVESTIGARE A INFLUENȚEI ÎMBUNĂTĂȚĂRII SISTEMULUI DE ALIMENTARE PRIN APLICAREA UNUI DISPOZITIV DE ADMISARE A GAZ PE INDICATORI DE GAZ-DISEL

CULEGERE DE LUCRĂRI ȘTIINȚIFICE A NSTU. 2006.1(43). 135 139 UDC 66-096.5 ARDEREA ÎN CAMERA VORTEX CU PAT FLUIDIZAT CENTRIFUG * V.V. LUKASHOV, A.V. MOSTOVOY S-a făcut un studiu experimental cu privire la posibilitatea arderii

Jurnalul electronic „Proceedings of MAI”. Numărul 67 www.mai.ru/science/trudy/

UDC 621.45.022.2 INFLUENȚA SCHIMBULUI DE INTERFAZĂ ASUPRA FORMĂRII AMESTECULUI ÎNTR-O CAMERE DE ARDERE MODULARĂ 2002

UDC 532.5 + 621.181.7 ANALIZA PROCESELOR DE ARDERE ÎN AMESTECARE TURBULENTĂ DEBURĂRI AXIALĂ ȘI TANGENȚIALĂ 47 Dokt. tehnologie. științe, prof. ESMAN R. I., Ph.D. tehnologie. Științe, Conf. univ. YARMOLCHIK Yu. P. National Belarus

BILET 1 Întrebare: Hidrostatică. Proprietățile fizice de bază ale lichidelor. Sarcina 1: Găsiți criterii de similitudine adimensională din următoarele mărimi dimensionale: a) p (Pa), V (m 3), ρ (kg / m 3), l (m), g (m / s 2); b)

Ufa: UGATU, 2010 Vol. 14, 3 (38). 131 TEHNOLOGIA AVIATIEI SI RACHETELOR SPATIALE UDC 621,52 AE KISHALOV, D. Kh.

Procesele MAI. Ediția 90 UDC: 533.6.01 www.mai.ru/science/trudy/ Înregistrarea parametrilor aerodinamici ai perturbațiilor medii în timpul mișcării obiectului Kartukov A.V., Merkishin G.V.*, Nazarov A.N.**, Nikitin D.A. .***

DEZVOLTAREA TEHNOLOGIEI DE TESTARE A MODELULUI RAMJET CU ARDERE DE HIDROGEN ÎN VENT Vnuchkov D.A., Zvegintsev V.I., Ivanov I.V., Nalivaychenko D.G., Starov A.V. Institutul de Teoretică și Aplicată

COMBUSTIREA COMBUSTIBILULUI Cursul 6 5.1. Principalele proprietăți ale păcurii De regulă, păcura este utilizată în cazanele centralelor mari și în cazanele de încălzire care funcționează cu combustibil lichid. Proprietățile fizice ale păcurului

UDC 532.5 SIMULAREA PROCESULUI DE PULVERIZARE ȘI ARDERE A SUSPENZIILOR DE APA DE CĂBUNE FINĂ Murko VI. 1), Karpenok V.I. 1), Senchurova Yu.A. 2) 1) CJSC NPP Sibekotechnika, Novokuznetsk, Rusia 2) Sucursala

Tipul de combustibil care trebuie utilizat. Pe baza acestui fapt, putem concluziona că dezvoltarea instalațiilor de ardere a păcurului cu o creștere a costului gazelor naturale nu va face decât să crească, iar în viitor

Jurnalul electronic „Proceedings of MAI”. Numărul 41 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 621. 452. 3 Cercetări de aerodinamică și transfer de masă în arzătoarele vortex ale camerelor de ardere ale motoarelor cu turbine cu gaz. A.M. Lansky, S.V.

UDC 536,46 DA Yagodnikov, AV Ignatov INFLUENȚA DISPERSIEI ALUMINIUULUI ASUPRA CARACTERISTICILOR DE Aprindere ȘI ARDERIE ALE SISTEMELOR DE ENERGIE CONDENSATĂ Rezultatele experimentelor

Buletinul Universității Aerospațiale de Stat Samara, 2, 27

Jurnalul electronic „Proceedings of MAI”. Ediția 71 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 621.454.2 Probleme problematice ale coordonării energetice a parametrilor motoarelor cu rachete lichide Belyaev EN. 1 *, Vorobyov A. G 1 **.,

Au fost determinate erori suplimentare la măsurarea concentrației de monoxid de carbon cu ajutorul senzorilor termochimici. Au fost obținute o serie de expresii analitice pentru calcularea acestor erori, precum și corecții pentru abateri

NPKF ARGO ZAO NPKF AUTOMATIZAREA REGIMURILOR DE COMBUSTIE ARGO Moscova 2009 Situația în industria de rafinare a petrolului și a pieței produselor petroliere

Jurnalul electronic „Proceedings of MAI”. Ediția 72 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.734/.735 Metoda de calcul a coeficienților aerodinamici ai aeronavelor cu aripi în schema „X”, având o deschidere Burago mică

UDC 662,62 Vyazovik V.N. Universitatea Tehnologică de Stat Cherkasy, Cherkasy ASPECTE DE MEDIU ALE ARDEREI ELECTRONICE CATALICE A COMBUSTIBILILOR SOLID

STATISTICA SI PRELUCRAREA DATELOR CALCULATE SI EXPERIMENTALE ALE MEKS CARACTERISTICI Bulysova L.A. 1,a, cercetător, Vasiliev V.D. 1a, n.s. 1 SA „VTI”, st. Avtozavodskaya, 14 ani, Moscova, Rusia Scurtă adnotare. Articol

UDC 621.452.3.(076.5) INVESTIGARE A CONTROLULUI SEPARĂRII STRATULUI LIMITĂ ÎN CANALE DE DIFUZOR UTILIZAREA CELELOR VORTEX 2007 S. A. Smirnov, S. V. Veretennikov Rybinsk State Aviation Technological Institute

Jurnalul electronic „Proceedings of MAI”. Numărul 69 www.mai.ru/science/trudy/

Evaluarea utilizării ASCT pentru motoarele de avioane cu piston Kostyuchenkov Alexander Nikolaevich, șeful Sectorului de perspective pentru dezvoltarea APD, Ph.D. 1 Restricții privind utilizarea benzinei de aviație Lycoming IO-580-B М-9ФВ

G O D A R S T V E N Y S O U Z A S S R S T A N D A R T DUZE TIPURI MECANICE ȘI PAROMECANICE ȘI PRINCIPALI PARAMETRI. CERINȚE TEHNICE GENERALE GOST 2 3 6 8 9-7 9 Publicație oficială BZ

UDC 533.6.071.4 INVESTIGARE EXPERIMENTALĂ A EJECTOARELOR DE GAZ CU DUZELE OBLIGATE ŞI PERFORATE LA TEMPERATURĂ ÎNALTĂ A GAZULUI DE JASĂ PRESIUNE Yu.

Tehnologia aviației și a rachetelor spațiale

(19) Eurasiatic (11) (13) Oficiul de Brevete 015316 B1 (12) DESCRIEREA PATENTULUI EURASIAN (45) Data publicării (51) Int. Cl. și acordarea brevetului: 2011.06.30 C21B 9/00 (2006.01) (21) Număr

Procesele MAI. Numărul 84 UDC 629.7.014 www.mai.ru/science/trudy/ Analiza influenței introducerii deflectoarelor curbate asupra caracteristicilor unei duze cu jet plat Siluyanova M.V.*, Shpagin V.P.**, Yurlova N.Yu.** *

INVESTIGAREA INFLUENȚEI PARAMETRILOR DE INJECȚIE ASUPRA DEPUNERII JETULUI DE COMBUSTIBIL ÎN GHEAZĂ CU INJECȚIE DIRECTĂ. Maslennikov D.A. Universitatea Tehnică Națională Donețk, Donețk, Ucraina Rezumat: În această lucrare

Cuprins INTRODUCERE... 8 1 REVIZIA LITERATURĂ ȘI ANALIZA INDICATORILOR DE PERFORMANȚĂ A MOTORULUI UTILIZAREA COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI... 10 1.1 Fundamentarea necesității utilizării combustibililor alternativi în motoare...

UDC 66.041.45 MA Taymarov, AV Simakov DETERMINAREA PARAMETRILOR STRUCTURII FLACĂRII ÎN FUNTORUL CAZANULUI CÂND ARDEREA COMBUSTIBILULUI Combustibil Cuvinte cheie: aprindere, jet cu flux direct, jet turbitor, arzătoare. La ardere

2 Utilizarea sistemului FlowVision CAE pentru studierea interacțiunii fluxurilor de fluide într-o duză cu jet centrifugal Elena Tumanova În această lucrare, a fost realizat un studiu numeric folosind

Identificarea modurilor de acțiune cu ultrasunete pentru pulverizarea lichidelor cu dispersie și productivitate specificate Vladimir N. Khmelev, membru senior, IEEE, Andrey V. Shalunov, Anna V. Shalunova, student

REZUMAT disciplinei (curs de pregătire) M2.DV3 Sisteme de motoare cu ardere internă (codul și denumirea disciplinei (curs de pregătire)) Cursul acoperă: sistemele de combustibil ale motoarelor cu

Studiu experimental al unei microturbine cu disc. Cand. acestea. Științe A. B. Davydov, Dr. acestea. Științe A. N. Sherstyuk, Ph.D. acestea. Științe A. V. Naumov. („Buletinul de inginerie mecanică” 1980. 8) Sarcina creșterii eficienței

SUBSTANȚA: invenția se referă la arderea combustibilului și poate fi utilizată în aparate de uz casnic, inginerie termică, incinerare a deșeurilor și instalații de reciclare. O metodă cunoscută de ardere a combustibilului, care creează

Colectori de praf pe contra fluxuri turbioase

D. t. n. K. I. Logachev (), Ph.D. O. A. Averkova, E. I. Tolmacheva, A. K. Logachev, Ph.D. Universitatea Tehnologică de Stat VG Dmitrienko Belgorod numită după V.G. V. G. Şuhov, Moscova

ANALIZA EFECTULUI PARAMETRILOR SUDURII LASER COAXIAL ASUPRA FORMĂRII TALELOR Cuvinte cheie: placare cu laser, parametrii procesului de placare cu laser,

STABILITATEA UNUI AMESTEC APĂ-GAZ LA DELAMINARE ÎNTR-O CONDUCTĂ Dolgov D.V. Articolul a obținut o expresie pentru parametrul de stabilitate al unui amestec gaz-lichid la stratificare într-o conductă orizontală, ceea ce face posibilă calcularea

Măsurile propuse ajută la reducerea vitezei vehiculelor și menținerea acesteia în limita stabilită în zona de studiu (40 km/h). UDC 656 SELECTAREA FORMEI CAMERA

UDC 629.735;

ANALIZA EXPERIENȚEI ÎN APLICAREA COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE AERONAVE

D.R.SARGSYAN

Articolul este prezentat de doctorul în științe tehnice, profesorul Zubkov B.V.

Articolul analizează experiența utilizării combustibililor alternativi pe aeronave, tipurile și caracteristicile combustibililor. Descrie cerințele pentru GNL și furnizarea de BP.

Cuvinte cheie: combustibil alternativ, tipuri de combustibili alternativi, gaz natural lichefiat (GNL), siguranța zborului (BP).

Introducere

Cererea din ce în ce mai mare pentru transportul aerian din ultimii ani, dezvoltarea economiei, precum și echipamentele și tehnologia, au provocat o mare nevoie de resurse de combustibil. Drept urmare, inginerii multor companii de producție de aeronave de top din diferite țări, inclusiv Rusia, au început dezvoltarea pentru a furniza aviației un nou tip de combustibil. Sunt luate în considerare un număr imens de alternative la kerosen: biocombustibili, ulei sintetic, gaz natural lichefiat (GNL), hidrogen. Toată experiența acumulată de la primul zbor din lume cu combustibil alternativ (aeronava Tu-155 în 1988) arată eficacitatea, eficiența și respectarea mediului înconjurător ale dezvoltărilor în această direcție.

În aviația rusă, se ia în considerare posibilitatea utilizării GNL, în special datorită rezervelor de gaze naturale, precum și gazelor asociate care sunt arse în câmpuri în timpul producției de petrol. În această etapă de dezvoltare a aviației civile, proiectele de elicoptere și avioane care utilizează drept combustibil gazele asociate lichefiate obținute în timpul producției de petrol (propan și butan) sunt cel mai aproape de implementare.

Reechiparea aeronavelor necesită costuri minime - doar modificări ale rezervoarelor de combustibil și ale sistemelor de alimentare cu combustibil pentru motoare. De asemenea, este necesară furnizarea aeroporturilor cu stații de alimentare criogenice, depozitare de combustibil și infrastructură de livrare a GNL către instalațiile de depozitare. În această etapă, nu este necesară doar participarea complexului industriei aviatice, ci și participarea companiilor producătoare de gaze pentru a crea infrastructura adecvată.

Experiență de aplicare

O alternativă la combustibilul pentru avioane a început să fie căutată la mijlocul secolului al XX-lea. Istoricul muncii în OKB A.N. Tupolev privind combustibilii alternativi datează din anii 60. - chiar si atunci, posibilitatea transferului centralelor proiectate de A.N. Aeronava Tupolev pe hidrogen lichid.

La mijlocul anilor 70. Academia de Științe a URSS, împreună cu o serie de institute de cercetare și birouri de proiectare, a dezvoltat un program de cercetare și dezvoltare pentru introducerea pe scară largă a combustibililor alternativi în economia națională. Astfel, pe 15 aprilie 1988, Tu-155 a urcat pentru prima dată pe cer cu un motor experimental cu combustibil criogenic NK-88, care a efectuat aproape 100 de zboruri pe GNL și hidrogen. În octombrie 1989, această aeronavă a efectuat un zbor demonstrativ pe ruta Moscova-Bratislava-Nisa (Franța) până la cel de-al 9-lea Congres Internațional de Gaze Naturale. În iulie 1991, aeronava a zburat pe ruta Moscova-Berlin pentru a participa la Congresul Internațional de Gaze Naturale.

În timpul dezvoltării acestei aeronave, a fost creată o bază experimentală pentru testarea crio-

echipament genetic și s-a dezvoltat singura echipă din lume de specialiști cu înaltă calificare în domeniul aviației criogenice. În urma acestor lucrări, au fost determinate modalitățile de creare a sistemelor și echipamentelor criogenice aeronave și aerodrom. Cu toate acestea, Biroul de Proiectare Tupolev a continuat să lucreze în această direcție, la nivelul propunerilor tehnice, proiecte de aeronave criogenice modificate Tu-204 (Tu-204K), Tu-334 (Tu-334K), Tu-330 (Tu-330SPG) , aeronave regionale noi Tu-136. În plus, aceste aeronave vor putea folosi combustibili alternativi și combustibil pentru avioane în același timp, făcându-le mai versatile și mai fiabile. Modificările aeronavei Tu-204 (Tu-204K) și proiectul noului avion regional Tu-136, care ia în considerare caracteristicile combustibilului criogenic, au fost elaborate cel mai profund (Fig. 1).

Eficiența combustibilului a aeronavelor Tu-334K și Tu-330SPG practic nu va diferi de Tu-334 și Tu-330 de bază. Toate aceste aeronave pot fi convertite pentru a utiliza GNL în termen de 3-4 ani. O atenție deosebită trebuie acordată proiectului aeronavei criogenice regionale de marfă-pasageri Tu-136 cu două motoare turbopropulsoare TV7-117SF, capabile să utilizeze GNL, hidrogen lichid și combustibil propan-butan cu modificări minore.

Tipuri și caracteristici ale combustibililor alternativi

Gazul natural lichefiat (GNL) este cel mai utilizat combustibil alternativ. Gazul aparține categoriei de combustibili criogenici. Caracteristicile termofizice și termice arată o serie de avantaje ale combustibililor condensați pentru aviație (ACF) față de combustibilul tradițional pentru avioane TS-1. Există, de asemenea, combustibili sintetici derivați din cărbune, gaz, biomasă și ulei vegetal. Dar sinteza unor astfel de substanțe necesită costuri suplimentare pentru prelucrarea cărbunelui, a biomasei și a uleiurilor vegetale, care este mai scumpă decât kerosenul și este însoțită de aceleași resurse și probleme de mediu. Prin urmare, cu greu poate fi considerat promițător. Alcoolii (etil și metil) și amoniacul pot înlocui, de asemenea, kerosenul, dar sunt aproape de două ori inferioare acestuia în ceea ce privește

căldura de ardere, prin urmare, consumul lor specific va fi mai mare. În plus, evacuarea de la arderea acestor combustibili conține oxizi nocivi de azot și carbon.

Ca alternativă la kerosen pentru aviație, poate fi luat în considerare combustibilul criogenic - hidrogen lichid H2 și hidrocarburi ușoare de la metan CH4 la pentan C5H12.

Avantajele hidrogenului ca combustibil pentru aviație includ următoarele:

În primul rând, cea mai mare căldură de ardere pe unitatea de masă, care oferă un consum specific de combustibil de aproximativ trei ori mai mic decât cel al kerosenului. Acest lucru vă permite să îmbunătățiți semnificativ performanța aeronavei;

În al doilea rând, cea mai mare resursă de frig pe unitate de masă (de 12-15 ori mai mult decât cea a kerosenului), care poate fi utilizată eficient pentru a răci părțile fierbinți ale motorului și aeronavei;

În al treilea rând, o temperatură de autoaprindere crescută și o emisivitate mai scăzută, ceea ce va afecta pozitiv funcționarea camerei de ardere.

Cu toate acestea, combustibilul cu hidrogen are dezavantaje inerente care necesită rezolvarea unor probleme tehnice complexe. Hidrogenul lichid este mult inferior combustibilului standard pentru avioane în ceea ce privește puterea calorică volumetrică datorită densității sale scăzute (de aproape 11 ori mai mică decât cea a kerosenului), ceea ce înrăutățește semnificativ caracteristicile de greutate generale ale aeronavei atunci când treceți de la combustibilul pentru avioane la hidrogen.

Avantajele hidrocarburilor ușoare aparțin și ele categoriei de avantaje ale hidrogenului, dar diferă prin disponibilitate și costuri reduse de producție (Tabelul 1).

tabelul 1

Caracteristicile termofizice și termotehnice ale hidrogenului, componentelor de hidrocarburi ale ASCT și combustibilului de aviație TS-1

Index H (hidrogen) CH4 (metan) C2H6 (etan) C3H8 (propan) C4H10 (butan) C5H12 (pentan) TS-1

M 2,016 16,04 3007 44,10 5812 7215 140

t pătrat, С -259,21 -182,49 -183,27 -187,69 -138,33 -129,72 -60

С -252,78 -161,73 -88,63 -42,07 -0,50 36,07 180

t f.s., C 6,43 20,76 94,64 145,62 137,83 165,79 290

mp kg/m 77,15 453,4 650,7 733,1 736,4 762,2 835

balot, kg/m 71,05 422,4 546,4 582,0 601,5 610,5 665

Qn, kJ/kg 114480 50060 47520 46390 45740 45390 43290

Qv.pl, kJ/dm 8832 22700 30920 34010 33680 34550 36150

Qv, kip, kJ/dm 8136 21150 25970 27000 27530 27710 28900

Nisp, kJ/kg 455,1 511,2 485,7 424,0 385,5 3575 287

i, C 510 542 518 470 405 284 -

^n, cm/s 267 33,8 40,1 39,0 37,9 38,5 39

Сн, % (vol) 4,1 5,3 3,0 2,2 1,9 - 1,2

Sv,% (vol) 75,0 15,0 12,5 9,5 8,5 - 7,1

Ro, J/(kg С) 4157,2 518,8 276,7 188,6 143,2 115,5 59,4

Lo, kg unghie/kgcombustibil 34,5 17,19 16,05 15,65 15,42 15,29 -

GNL - (metan) densitatea sa (chiar și la punctul de fierbere) este de 1,7 ori mai mare decât cea a kerosenului, ceea ce duce la necesitatea creșterii volumului rezervoarelor de combustibil de peste 1,5 ori (cu intensitate energetică egală). În plus, metanul are un interval foarte scăzut de a fi în fază lichidă (-20 C), o temperatură critică scăzută (-82,6 C). Acest lucru necesită

crearea de noi structuri rezistente la frig pentru materialele de etanșare pentru rezervoare, fitinguri și comunicații ale conductelor de combustibil, precum și izolație termică de înaltă calitate, la temperatură joasă, care împiedică fierberea rapidă a metanului și înghețarea structurii.

Spre deosebire de kerosen, metanul va trebui să fie furnizat în camera de ardere a motorului în formă gazoasă pentru a exclude o stare în două faze, care elimină complet utilizarea unităților de combustibil standard, comunicațiilor, colectoarelor și injectoarelor. Acest lucru complică foarte mult designul motorului și, în unele cazuri, face imposibilă modificarea acestuia pentru a fi alimentat cu două tipuri de combustibil.

Datorită acelorași proprietăți ale metanului lichid, vor fi necesare mijloace terestre foarte voluminoase și costisitoare pentru transportul, depozitarea, realimentarea acestuia etc., apropiate în parametrii lor de cei de hidrogen. Echipamentul suplimentar al bazei de combustibil criogenic al aeroportului ar trebui să includă instalații speciale de depozitare dotate cu protecție termică, mijloace de menținere a stării criogenice a combustibilului și dispozitive de prevenire a pierderii acestuia, precum și o rețea de dispozitive de primire și distribuire, o flotă de vehicule speciale cu căldură. -tancuri izolate etc.

În același timp, metanul depășește kerosenul cu 14% în ceea ce privește masa de căldură de ardere, ceea ce va asigura raza de zbor și sarcina utilă. Metanul lichefiat are o capacitate de răcire de 5 ori mai mare decât cea a kerosenului, ceea ce face posibilă utilizarea resursei de răcire pentru răcirea pieselor și ansamblurilor motorului. Experiența de exploatare a motoarelor cu turbine cu gaz utilizate ca supraalimentare la stațiile de comprimare a conductelor de gaz și care funcționează cu gaz natural a arătat că durata de viață a acestor motoare crește cu 25%.

Siguranța zborului atunci când utilizați GNL

Principalele tipuri de pericole create de proprietăți specifice, lichefierea gazelor de hidrocarburi, inclusiv GNL, precum și condițiile de producere, depozitare, transport și realimentare a acestora includ: inflamabilitate (pericol de incendiu), pericol de explozie, activitate chimică, expunere la temperaturi scăzute. , toxicitate. Regulile de siguranță pentru producția, depozitarea și distribuția de gaz natural lichefiat (GNL) la stațiile de distribuție a gazelor principale ale conductelor de gaze principale (GDS MG) și stațiile de compresoare de alimentare cu gaz pentru automobile (GNC) conțin cerințe organizatorice, tehnice și tehnologice pentru organizarea siguranței producției. , a cărui implementare este obligatorie pentru toate întreprinderile producătoare și transportoare de GNL, în proiectarea și exploatarea instalațiilor de producere, depozitare și livrare a GNL.

Pentru a asigura funcționarea în siguranță a unor astfel de combustibili, este necesar să existe metode calitative și cantitative de evaluare și comparare a fiecărui tip de pericol. Evaluarea calitativă și cantitativă, de ex. determinarea tipului și gradului de pericol face posibilă efectuarea unei analize comparative a combustibilului condensat în funcție de criteriile de pericol și, în viitor, formalizarea sarcinii de alegere a mijloacelor și metodelor tehnice pentru funcționarea în siguranță a sistemelor de combustibil care utilizează GNL, precum și precum depozitarea și transportul acestuia.

Cerințele candidaților pentru obținerea unui Certificat de pregătire tehnică pentru întreținerea aeronavelor sunt prezentate în ceea ce privește acele caracteristici care afectează direct asigurarea siguranței zborului și îndeplinirea la timp a sarcinilor de producție.

Acestea includ:

A - vârsta;

B - capacitatea psihofizică de a efectua lucrările viitoare;

B - pregătire de bază (universitare, facultate, școală tehnică, școală profesională etc.);

G - pregătire specială pentru lucrul pe un anumit tip de aeronavă sau AT, cunoașterea echipamentelor aviatice specifice, scopul și conținutul întreținerii acestuia, tehnologia de efectuare și controlul calității lucrărilor la acesta, echipamentul utilizat;

D - capacitatea de a presta munca prevazuta de functii, dreptul de prestare care este reprezentat de Certificatul solicitat;

E - experiență generală în tehnologia aviației.

După cum a arătat analiza cerințelor pentru funcționarea în siguranță a aeronavei Tu-154 în timpul realimentării și depozitării combustibilului (GNL), personalul de inginerie și tehnic al IAS trebuie să cunoască caracteristicile utilizării acestui tip de combustibil.

LITERATURĂ

1. Tipuri alternative de combustibil pentru aviație / Lucrările reuniunii privind aviația internațională și schimbările climatice. Documentul ICAO HLM-ENV/09-WP/9.- Montreal, 10.08.09.

2. www.tupolev.ru Tehnologia criogenică.

3. Reguli de siguranță pentru producerea, depozitarea și distribuția gazului natural lichefiat (GNL) la stațiile de distribuție a gazelor din conductele principale de gaze (GDS MG) și stațiile de compresoare de alimentare cu gaze auto (CNG) PB 08-342-00.

EXPERIENȚA DE ANALIZĂ A COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE AERONAVE

În articol este prezentată tehnica efectuării estimărilor de expertiză a activității întreprinderii de aviație a aeronavelor civile îndreptate spre creșterea nivelului de siguranță a zborurilor.

Cuvinte cheie: creșterea nivelului de siguranță a zborurilor, chestionare, întreprinderi aviatice, estimări experți.

Sargsyan David Robertovich, născut în 1982, a absolvit Universitatea Tehnică de Aviație Civilă din Moscova (2010), student postuniversitar la Universitatea Tehnică de Stat din Moscova de Aviație Civilă, autor a 2 lucrări științifice, domeniul de interese științifice - siguranța zborului, combustibil alternativ , repararea și modernizarea aeronavelor.

Inițiativele internaționale de reducere a dioxidului de carbon (CO2) și a altor emisii nocive de la nave stimulează căutarea de surse alternative de energie.

În special, raportul DNV GL societății de clasificare ia în considerare utilizarea pilelor de combustie, a turbinelor cu gaz și abur împreună cu sistemele de acționare electrică, care pot fi eficiente doar în combinație cu un tip de combustibil mai ecologic.

Utilizarea pilelor de combustie în nave este în prezent în curs de dezvoltare, dar va trece mult timp până când acestea vor putea înlocui motoarele principale. Concepte în această direcție există deja, de exemplu, feribotul de la VINCI Energies. O astfel de navă are o lungime de 35 m. Va putea păstra o încărcătură de energie primită din surse regenerabile timp de 4 ore. Site-ul companiei spune că o astfel de navă va fi operată între insula franceză Ouessant și continent, începând cu 2020.

De asemenea, utilizarea bateriilor și a energiei eoliene este considerată tehnologii inovatoare.

Nava propulsată de vânt, Vindskip

Sistemele de baterii sunt deja folosite în transport maritim, dar utilizarea tehnologiei pentru aplicații marine este limitată din cauza eficienței scăzute.

În cele din urmă, utilizarea energiei eoliene, deși nu este o noutate, trebuie încă să-și dovedească atractivitatea economică în construcțiile navale moderne.

Reamintim că de la 1 ianuarie 2020, conținutul de sulf (SOx) în combustibil nu trebuie să depășească 0,5%, iar emisiile de gaze cu efect de seră ar trebui reduse cu 50% până în 2050, conform ultimei decizii a Organizației Maritime Internaționale (IMO) .

Combustibili alternativi

Combustibilii alternativi luați în considerare în prezent sunt gazul natural lichefiat (GNL), gazul petrolier lichefiat (GPL), metanolul, biocombustibilii și hidrogenul.

IMO elaborează în prezent un cod de siguranță (Codul IGF) pentru navele care utilizează gaz sau alți combustibili ecologici. Se continuă lucrările privind utilizarea metanolului și a combustibililor cu punct de aprindere scăzut.

Pentru alte tipuri de combustibil, Codul IGF nu a fost încă elaborat, de care armatorii trebuie să țină cont.

Impact asupra mediului

Potrivit DNV GL, GNL emite cea mai mică cantitate de gaze cu efect de seră (vaporii de apă, dioxidul de carbon, metanul și ozonul sunt principalele gaze cu efect de seră). Cu toate acestea, metanul nears, care este componenta principală a GNL, creează emisii cu un efect de seră de 20 de ori mai puternic decât dioxidul de carbon (CO2 - dioxid de carbon).

Cu toate acestea, conform producătorilor de motoare cu combustibil dublu, volumul de metan nears în echipamentele moderne nu este atât de mare, iar utilizarea lor reduce gazele cu efect de seră în transport maritim cu 10-20%.

Amprenta de carbon (cantitatea de gaze cu efect de seră cauzată de activitățile organizațiilor, activitățile de transport de mărfuri) din utilizarea metanolului sau hidrogenului este mult mai mare decât atunci când se utilizează păcură grea (HFO) și motorină marină (MGO).

Atunci când se utilizează surse de energie regenerabilă și biocombustibili, amprenta de carbon este mai mică.

Cel mai prietenos combustibil este hidrogenul, produs din energie regenerabilă. Hidrogenul lichid poate fi utilizat în viitor. Cu toate acestea, are o densitate de energie volumetrică destul de scăzută, ceea ce duce la necesitatea creării unor spații mari de depozitare.

În ceea ce privește emisiile de azot, motoarele cu combustie internă cu ciclu Otto alimentate cu GNL sau hidrogen nu necesită echipamente de posttratare pentru a îndeplini standardul Tier III. În cele mai multe cazuri, motoarele cu combustibil dublu care funcționează pe ciclul diesel nu sunt potrivite pentru a îndeplini standardul.

Nivelul emisiilor de azot din utilizarea diferitelor tipuri de combustibil.