автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Теплоэнергетика рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения

доктора технических наук
Быченок, Вячеслав Иванович
город
Воронеж
год
2004
специальность ВАК РФ
05.14.04
цена
450 рублей
Диссертация по энергетике на тему «Теплоэнергетика рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения»

Автореферат диссертации по теме "Теплоэнергетика рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения"

На правах рукописи БЫЧЕНОК Вячеслав Иванович

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В АППАРАТАХ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж 2005

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Мозговой Николай Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Турбин Владимир Сергеевич; доктор технических наук, профессор Шацкий Владимир Павлович; доктор технических наук, профессор Шитов Виктор Васильевич

Ведущая организация ОАО Конструкторское бюро

"Химавтоматика", г.Воронеж

Защита состоится « 17» февраля 2005 г. в 13' 00 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.05 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский проспект 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан « 12 » января 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бараков А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время, как никогда ранее, остро ставится задача совершенствования теплоэнергетических установок. При решении этой задачи в первую очередь обращают внимание на экономические и экологические требования. Возможности дальнейшего совершенствования теплоэнергетических установок, базирующихся на хорошо изученном стационарном процессе горения, ограничены. Поэтому необходимо осваивать новые энергосберегающие технологии.

В этом направлении весьма перспективным представляется реализация в теплоэнергетических установках процессов пульсирующего горения. Такой режим горения обеспечивает максимальную полноту тепловыделения топлива, позволяет существенно интенсифицировать тепло-массообменные процессы при использовании получаемого теплоносителя и сократить требуемый удельный объем камеры для сжигания топлива. Как следствие, уменьшается металлоемкость конструкции, сокращаются затраты на монтаж и обслуживание теплоэнергетических установок. Кроме того, продукты сгорания отвечают самым жестким экологическим требованиям. Поэтому не случайно во многих странах ведутся интенсивные исследования в области проектирования и внедрения в технологические процессы теплоэнергетических установок на основе пульсирующего горения. За теплоэнергетическими установками такого типа закрепилось название аппараты пульсирующего горения (АПГ).

Широкое внедрение АПГ в технологические процессы сдерживается отсутствием надежной теории их рабочего процесса для расчета конструктивных параметров при их проектировании.

Работа выполнялась в соответствии с единым заказ-нарядом Министерства образования РФ (шифр П.Т. 405) и включена в Государственную программу «Ресурсосберегающие технологии», а также в соответствии с научно-исследовательскими работами: «Исследование процесса, расчет и выдача рекомендаций по оптимальному конструированию теплогенератора» по договору № 21/88 с заводом «Тамбовполимермаш» в 1988... 1990 гг.: «Разработка теоретических основ и экспериментальные исследования генераторов с пульси-

рующей камерой сгорания» по договору № 3 / 96 - 3 / 6153 с Воронежским конструкторским бюро «Химавтоматика» в 1996... 1998 г.г.

Целью работы является разработка теории рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения (АПГ) с аэродинамическим клапаном и создание на ее основе методики расчета их конструктивных параметров для проектирования экономичных и высокоэффективных теплоэнергетических установок широкого спектра применения.

Для достижения сформулированной цели поставлены следующие задачи исследования:

- разработка физически обоснованной модели рабочего процесса в АПГ с учетом обратной связи между акустическими и тепловыми возмущениями, обеспечивающей поддержание автоколебательного пульсирующего режима течения;

- математическое моделирование нестационарных газодинамических процессов в АПГ с учетом воздействия на них периодичности выделения тепла в зоне горения, представляющей собой открытую термодинамическую систему;

- разработка методики исследования термогидроакустической устойчивости пульсирующего режима горения в АПГ с аэродинамическим клапаном;

- создание экспериментальной базы и разработка комплексного метода исследований параметров и частотно-импульсных характеристик потока в аппаратах пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном;

- на основе полученных результатов разработка методики расчета конструктивных параметров АПГ с аэродинамическим клапаном для проектирования паро - и теплогенераторов на заданную тепловую мощность.

Объект исследования. Объектом исследования являются теплоэнергетические установки широкого спектра применения на основе аппаратов пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном.

Научная новизна работы состоит в том. что в ней автор впервые провел комплексные исследования АПГ с аэродинамическим клапаном, в результате которых:

- предложена физическая модель рабочего процесса в АПГ, базирующаяся на законе сохранения импульса массовых инерционных сил, действующих на поток сплошной среды.

- разработана математическая модель, обосновывающая стабилизацию пламени в камере сгорания существованием газодинамического вихря, который одновременно является источником теплового импульса, поддерживающего устойчивое горение в пульсирующем режиме, а также установлен механизм обратной связи, обеспечивающий устойчивый автоколебательный режим течения потока по каналу АПГ;

- теоретически доказана возможность применения одномерной идеализации к нестационарным трехмерным течениям, что позволило применить метод разрывных решений в интегральной формулировке к расчету параметров потоков в зоне горения, в резонансной трубе и аэродинамическом клапане при одновременном воздействии на эти потоки тепловых и акустических возмущений,

- впервые предложен механизм работы аэродинамического клапана, позволивший описать динамику течения газа в нем в пульсирующем режиме с учетом влияния геометрических размеров клапана на частоту колебаний,

- доказано, что более полное математическое описание нестационарных течений в АПГ можно получить с помощью функции Лагранжа, которая позволяет учитывать как динамику действующих масс, так и химические процессы, протекающие в открытой реагирующей термодинамической системе, а именно, в зоне горения Решена задача термогидроакустической устойчивости автоколебательного процесса в АПГ с аэродинамическим клапаном

- предложена конструкция специального динамического стенда и разработана методика экспериментального определения частотно-импульсных характеристик возмущенного потока, которые являются определяющими параметрами при разработке конструкции АПГ

- на основе разработанной теории рабочего процесса и проведенных экспериментальных исследований, предложен метод расчета конструктивных параметров АПГ при проектировании этих аппаратов на заданную тепловую мощность

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждается:

- адекватностью математических моделей результатам экспериментальных данных, полученных на полупромышленных образцах паро - и теплогенераторов;

- обоснованным использованием закономерностей классических положений механики сплошной среды, химической термодинамики необратимых процессов, термоакустики, теории колебаний диссипативных систем;

- хорошей воспроизводимостью результатов экспериментов для различных типоразмеров АПГ с аэродинамическим клапаном и надежной работой собственных конструкций паро - и теплогенераторов, созданных на основе разработанной теории.

Практическая значимость работы заключается в том, что на основе теоретических и экспериментальных исследований созданы и прошли эксплуатационные испытания различные типы парогенераторов с камерами пульсирующего горения. Разработанные конструкции теплогенераторов защищены патентами и использовались для отопления производственных помещений. Эксплуатация в течение 5-ти лет показала их высокую надежность и экономичность. Результаты эксплуатации подтверждены заключением ООО «Там-бовоптпродторг». При этом теплоноситель не содержит вредных веществ, что позволяет использовать его в системах отопления с полной рециркуляцией. Соответствие теплоносителя высоким экологическим требованиям подтверждается протоколами «УГЭН по ЦЧР» и Центра «ГОССАНЭПИДНАДЗОРА» г. Тамбова.

Результаты исследований позволили предложить и запатентовать конструкцию теплоэнергетического аппарата большой единичной мощности, парогенератор, аэрозольный аппарат и прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

Практическая ценность работы подтверждена также актом о внедрении теоретических разработок, выполненных в ТГТУ в соответствии с договором с КБ «Химавтоматика» г. Воронежа. Теоретические положения пульсирующего горения и вопросы, связанные с практическим применением теплогенераторов на основе пульсирующего горения в системах теплоснабжения, включены в учебные

дисциплины: «Теплогазоснабжение и вентиляция» и «Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве» для студентов ТГТУ.

Основные положения, выносимые на защиту

- физическая модель рабочего процесса в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном;

- механизм обратной связи автоколебательной газовой системы, состоящей из потока воздуха в аэродинамическом клапане, продуктов сгорания в камере сгорания и потока газа в резонансной трубе;

- математическая модель инерционного и возмущенного движения газов по каналам АГТГ на основе использования вариационных методов разрывных решений для потоков сплошной среды;

- механизм работы аэродинамического клапана и его математическое описание;

- решение задачи о термогидроакустической устойчивости автоколебательных процессов в АПГ на основе метода Лагранжа;

- методика экспериментального определения частотно -импульсных характеристик аппаратов пульсирующего горения и их взаимосвязь с геометрическими размерами конструкции;

- методика расчета рабочих и конструктивных параметров АПГ с аэродинамическим клапаном;

- конструктивные решения парогенераторов и теплогенераторов на основе камер пульсирующего горения, которые рекомендуются как прототипы для промышленного производства.

Апробация работы. Теоретические положения работы докладывались и обсуждались: - на 3-м Всесоюзном совещании по тепло- и массопереносу (Минск, 1986); - на Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ при высоких температурах (Москва, 1969): - на Всесоюзном симпозиуме «Рабочие тела теплоэнергетических установок» (Минск, 1969); - на IV Международной теплофизической школе «Теплофизические измерения в начале XXI века (Тамбов. 2001); -на 1-й Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии» (Москва, 2002); - на выездной сессии головного совета «Машиностроение» под председательством академика РАН Колесникова К.С. (Тамбов. 1997); - на совместном заседании научного семина-

pa кафедр № 202 и 204 МАИ (Москва, 1996); - на научно-технических конференциях ТГТУ (Тамбов, 1994-2002); на Областной научно-технической конференции «Экология-98» (Тамбов, 1998). - На V Международной конференции "Авиакосмические технологии " (Воронеж, 2004). Конструктивные разработки экспонировались на выставках: - в составе экспонатов Министерства образования и науки РФ на международной выставке (Тегеране, 2000); -на 3-ем экономическом форуме ЦФО « Региональная инвестиционная политика: от эксперимента к практике» (Тамбов, 2002).

Публикации. Основные результаты опубликованы в 60 печатных работах. Из них наиболее существенные материалы вошли в 34 работы, представленные в автореферате. В работах, опубликованных в соавторстве, лично автору принадлежит: /1,2,3,4/ - участие в подготовке материалов и проведении расчетов к отдельным главам и параграфам. В работах /6,7,8,10,12,16,19,20,25-28/ - теоретическое обоснование рассматриваемых задач и их математическое описание. В работах /11,13-15,22-24/ - разработка математических моделей для выполнения расчетов и анализ полученных результатов. В авторских свидетельствах и патентах /29-34/ автор предложил идею и пути ее реализации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, с основными результатами и выводами, изложенных на 325 страницах, списка используемой литературы из 259 наименований, приложений, содержит 65 рисунков и 25 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе приводится обзор литературы по теме диссертации. Литературный обзор разделен на три части. В первой части проводится анализ преимуществ и недостатков установок на основе пульсирующего горения. Во второй части рассматриваются возможные и освоенные области применения АПГ в технике и их характерные конструкции. В третьей части анализируется состояние вопроса по расчету и проектированию аппаратов пульсирующего

горения. На основе анализа публикаций по пульсирующему горению и проработке авторских свидетельств и патентов можно сделать следующие выводы:

- Аппараты пульсирующего горения обеспечивают большую полноту выделения химической энергии топлива, что соответствует современным требованиям энергосбережения и экологии.

- Теплоноситель, получаемый на выходе из аппаратов пульсирующего горения, обладает высокими теплотехническими характеристиками. В первую очередь он имеет более высокий коэффициент теплоотдачи, чем в аналогичных установках стационарного горения. Содержание вредных веществ в низкопотенциальном теплоносителе (с температурой 100...250 °С) ниже ПДК. При организации пульсирующего горения в камерах сгорания в 2...3 сокращается выброс в атмосферу вредных веществ, таких как СО, NON а выброс сажи уменьшается в 10 раз.

Эти показатели обеспечивают большую перспективу при использовании его в сушильных установках и теплообменных аппаратах. Однако до настоящего времени нет единого мнения о механизме рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения. Особенно это касается АПГ с аэродинамическим клапаном (хотя их применение считается наиболее перспективным). Такая ситуация не позволяет разработать надежную методику расчета конструктивных размеров аппаратов пульсирующего горения на заданную тепловую мощность. Отсутствие методики расчета сдерживает внедрение АПГ в промышленных теплотехнических установках широкого спектра применения.

Во второй главе рассматриваются теоретические основы рабочего процесса в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном. Для анализа и выработки критериев устойчивого пульсирующего режима горения в аппарате с аэродинамическим клапаном предлагается расчетная модель, представленная на рис.1. В целом конструкция представляет собой проточный канал переменного сечения. Каждый участок этого канала заполнен движущимся газом, имеющим различный состав и свойства. Необходимым условием поддержания горения является стабилизация пламени. В устройствах стационарною горения для стабилизации пламени

в потоке применяют механические стабилизаторы в виде плохо обтекаемых тел. В камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном такие устройства отсутствуют, и стабилизация пламени обеспечивается только за счет газодинамических процессов.

х=0

Рис. 1. Расчетная модель рабочего процесса в АПГ пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном: 1- аэродинамический клапан; 2-камера сгорания; 3- резонансная труба; а- зона горения; Б- поверхность разрыва

Наиболее устойчивыми газодинамическими структурами являются вихревые потоки. Горючее в зону горения а подается через центробежную форсунку с постоянной скоростью, а воздух в зону горения поступает через аэродинамический клапан со скоростью, которая изменяется как по величине, так и по направлению. В результате взаимодействия потоков и трения создаются условия, необходимые для возникновения вихря. В вихре происходит выделение основной доли тепла из топлива, т.к. сгорание в нем происходит при а =1. Высокая температура сгорания в вихре обеспечивает тепловой импульс для воспламенения поступающих порций топлива в осевой области камеры сгорания. Продукты сгорания в камере 2 следует рассматривать как автоколебательную термодинамическую систему с обратной связью. Схема энергетического взаимодействия отдельных элементов представлена на рис. 2.

3 1

1 I I

А£У (т) ■+ МРУ) (т) = 8@ (т) ~ 51 '(т)

_1* |

4

Рис. 2. Схема механизма обратной связи

Источником энергии является энтальпия топлива, поступающего в камеру сгорания Н = и + РУ. Регулирующее воздействие оказывают потоки воздуха и топлива. Согласно модели рабочего процесса в АПГ на рис.1 на установившийся поток накладываются возмущения, возникающие в зоне горения за счет периодических изменений расхода воздуха через клапан. В результате возникают возмущения, которые можно разделить на две группы: механические 51 (т) и тепловые 8 () (т). Механические возмущения имеют акустическую природу и действуют со стороны резонансной трубы. Поэтому масса газа в резонансной трубе является инерционным звеном, и при возмущенном движении этого звена возникают силы, которые вызывают деформацию объема - процесс 1 на рис.2. Объем, занимаемый продуктами сгорания У2 , будем считать емкостным звеном. В результате изменения давления в камере изменяется и расход воздуха, поступающего через клапан в зону горения. Это приводит к изменению коэффициента избытка воздуха в зоне горения и, соответственно, колебаниям выделения тепловой энергии -процесс 2 на рис. 2. Изменение тепловыделения вызовет изменение температуры продуктов сгорания и, как следствие, произойдет изменение их внутренней энергии - процесс 3 на рис. 2. Этот процесс окажет влияние на генерацию акустических возмущений в резонансной трубе - процесс 4 на рис. 2. Таким образом, мы имеем замкнутый автоколебательный контур.

Колебательные процессы накладываются на устойчивый одномерный поток (фон). Так как в АПГ отсутствуют внешние механические устройства, которые создавали бы движущие силы, необходимые для направленного течения, то надо определить механизм возникновения движущих сил. Для выяснения картины распреде-

ления давления в каналах АПГ проводится газодинамический анализ потока. Ввиду очевидной сложности течения вводится одномерная идеализация течения с учетом поверхностей разрыва. Под разрывом понимается скачкообразное изменение свойств потока, которым заменяется реальная картина течения. Метод анализа сложных процессов, протекающих в зоне горения, на основе разрывных решений с успехом использовал Б.В. Раушенбах. Аналогичный подход применен в данной работе для объяснения возникновения движущих сил установившегося потока в канале АПГ с аэродинамическим клапаном. Сечения, в которых соединяется камера сгорания с резонансной трубой и аэродинамическим клапаном, с математической точки зрения рассматриваются как поверхности разрыва где параметры потока изменяются скачком. Предполагается, что существование несущего потока обусловлено инерционной массовой силой которой обладает масса газа в резонансной трубе 3 (рис.1). На основании дифференциального уравнения сохранения импульса, описывающего взаимодействие двух объемов сплошной среды, получено уравнение движения для газа в резонансной трубе в определенный момент времени

где О = с1 хг/(И т - скорость движения поверхности разрывав: К „.• -массовая инерционная сила объема - поток массы через сече-

ние - удельные давления на поверхность разрыва в на-

правлении - площадь сечения резонансной трубы Урав-

нение (1) записано в инерционной системе координат, связанной с точками материальной среды, сосредоточенной в резонансной трубе, и показывает, что движение по трубе происходит за счет уменьшения массы в объеме V, т.к. величина с1 У2 / с/ г = - (й т2 / (И т). Следовательно, для осуществления установившегося направленного движения газа в направлении х необходимо осуществлять непрерывное поступление массы в объем V? . Уравнение (1) описывает движение под действием инерционных сил, поэтому его можно назвать уравнением инерционно-импульсного движения.

В автоколебательном режиме в ЛПГ на установившийся поток воздействуют акустические возмущения Эти возмущения полагаются малыми, поэтому, проведя линеаризацию уравнений неразрывности, сохранения импульса и энергии на основе модели разрывных решений, в настоящей работе получены следующие уравнения возмущенного движения потока при наличии в нем поверхности разрыва:

В этих уравнениях индексами 1 и 2 обозначены параметры любых двух взаимодействующих объемов, векторные величины, нормальные к поверхности разрыва, имеют индекс «л», а величины возмущений обозначены «~».

При выводе уравнения (1) при рассмотрении взаимодействия потоков на поверхности разрыва между камерой сгорания и резонансной трубой учтено замечание В С Северянина о том, что форма переходного участка влияет на инерционное движение газа в резонансной трубе Кроме того, при акустических возмущениях в резонансной трубе образуется стоячая волна Поэтому инерционная составляющая действующих сил частично расходуется на поддержание энергии в акустической волне Этот расход энергии эквивалентен по воздействию силам трения С учетом акустического трения, уравнение движущей силы Я, в импульсном режиме движения газа в трубе принимает вид

77 V 2 /з Рг 03

В уравнении (3) М= а /м> - число М а хД«» - площадь боковой поверхности резонансной трубы, Аз - амплитуда колебаний давления в резонансной трубе; т] = Ач / А2 - отношение амплитуд колебаний в трубе и камере сгорания; в - угол переходного участка между камерой сгорания и резонансной трубой; со - круговая частота колебаний. Индексы соответствуют рис.1.

В литературе отсутствует убедительное описание механизма работы аэродинамического клапана. В данной работе предложена модель, которая объясняет особенности нестационарного течения в прямом аэродинамическом клапане. В предлагаемой модели рассматриваются отдельно две стадии течения воздуха в клапане: в момент всасывания и в момент выталкивания газа (рис.

Рис. 3. Схема мгновенной картины течения через утопленный аэродинамический клапан: а - истечение воздуха из камеры сгорания в окружающую среду, б - поступление воздуха из окружающей среды в камеру сгорания

Нестационарный поток воздуха в клапане на рис. 3. а разделен два потока. В зоне, прилегающей к боковой поверхности, воздух постоянно движется в камеру сгорания в направлении со скоростью В осевой зоне сечения клапана площадью на-

х4 х3

б Х4 Х1

а

правление движения воздуха периодически изменяется с частотой пульсаций, и вектор скорости меняет знак В момент всасыва-

ния, рис. 3, б, поток воздуха по всему сечению клапана направлен в сторону + х. Поэтому расход воздуха через клапан в момент всасывания рассчитывается по классическим уравнениям по заданному или рассчитанному перепаду давления в атмосфере и камере сгорания. При этом учитывается вся площадь сечения клапана В момент выталкивания течение в клапане считается аналогичным истечению несжимаемой жидкости через насадок Борда. В этом случае считается, что в создании импульса участвует только масса газа, сосредоточенная около его оси в канале площадью /выт = 0,5 где /ю, - площадь геометрического сечения клапана. Часть воздуха не участвует в процессе горения, но создает реактивный импульс, который обеспечивает сжатие газа в зоне горения. Массу воздуха, находящегося в аэродинамическом клапане за время выталкивания Т, можем определить по соотношению т =|о"(т)а т . Зная массу воздуха в аэродинамическом

клапане, можно определить длину клапана, необходимую для устойчивого пульсирующего режима течения

^ вит

^ VII

Р в 1въ

(4)

В третьей главе проводится математический анализ возмущенного движения газа в резонансной трубе АПГ в инерционной системе отсчета Лагранжа. В нашем случае рассматривается взаимодействие газа в резонансной трубе 3 и продуктов сгорания в камере сгорания 2 на рис.1, поэтому используется формулировка функции Лагранжа, рекомендованная Ландау для случая взаимодействия двух тел в виде

где г3 - обобщенная координата тела 3, Г2(т) - обобщенная координата тела 2, которая зависит от времени, - обобщенная скорость. Применительно к АПГ на рис.1 в качестве обобщенных координат приняты В соответствии с теори-

ей разрывных решений величина отражает работу

деформации, совершаемую газом в резонансной трубе в возмущенном движении над продуктами сгорания в результате смещения поверхности разрыва В этих координатах кинетическая энергия возмущенного движения газа в трубе принимает вид

К =

т

г ёЪУ^1

(5)

1 \ а т . 1 (

> рт 4 'и ./ рт

Это вызывает изменение давления в камере сгорания и. как следствие, коэффициента избытка воздуха на 6 а = а - а0, что приводит к изменению состава топлива в зоне горения, температуры сгорания и энергии продуктов сгорания. В целом это означает, что внешнее силовое поле совершает работу над открытой термодинамической системой в объеме V. Первая вариация потенциальной энергии этого поля записывается в следующем виде:

6П = П-П0 = (Т-Т0)

да-(р~ р0)дУ2

(6)

где величины с индексом «О» берутся в состоянии установившегося течения или равновесного состояния. Но в равновесном состоянии внешнее силовое поле совершает минимальную работу, поэтому д Л = 0 . что выполняется при условии (р - рп) = -X,, = 0 и ( Т - Т0) = - Х1 ~ 0 , где X представляют собой обобщенные силы, которые в равновесном состоянии равны нулю. Уравнение (6) отличается от традиционного уравнения тем, что учитывает зависимость энтропии от состава топлива за счет производной Следовательно, совокупность газов в камере сгорания рассматривается как открытая термодинамическая система. Чтобы найти значение потенциального силового поля в возмущенном состоянии, необходимо вычислить вторую вариацию. Для АПГ с аэродинамическим клапаном в данной работе получено следующее выражение:

Полагаем, что в АПГ с аэродинамическим клапаном независимой координатой является поэтому уравнение возмущенного движения газа в резонансной трубе в инерционной системе Ла-гранжа принимает вид

И

8 К,

М,

да

\

ЯТ +

/о д>

3(ЯГ)

/О дУ

8 а ■

где

д(8 а)

д{да)

(8)

5{8У2) 1 <Э(Сч)

8а = О,

_=__=

5(8У2) С о (8 У2) О,0 5(«УИ2)

определяет обратную

связь.

Как следует из анализа уравнения (8) , для его решения необходимо знать термодинамические свойства потока в начальный момент времени, который соответствует стационарному потоку или равновесному состоянию системы. Так как в аппаратах пульсирующего горения давление близко к атмосферному значению, то во всех расчетах будем полагать/?- 101,3 кПа.

Традиционные методы расчета топочных процессов обладают малой информативностью, поэтому в нашем случае использовался наиболее современный метод термодинамического расчета процесса горения, который принят в качестве основного при расчете камер сгорания жидкостных ракетных двигателей. Для определения производных по а в работе проведен подробный термодинамический анализ открытых, химически реагирующих систем, и получено выражение для движущей силы массообмена в виде

(9)

где С учетом (9) первый закон термодина-

мики для открытых многокомпонентных реагирующих систем принимает следующий вид:

Так как термодинамический расчет равновесного состава продуктов сгорания делается по заданным р, Н/, и а , то закон сохранения энергии в открытой системе удобнее записывать через энтальпию

01)

На основе уравнений (11) любая термодинамическая функция Л открытой области, и в том числе энтропии S, является функцией Х = Х(р, Нт(Тт),а), поэтому ее значение в возмущенном состоянии можно определить на основе линейной интерполяции по соотношению

дХ да

X — Xq +

V8PJh,m

А р +

оХ

удН;

АН +

р,а

Аа

(12)

Ht,P

в частности

„ d а

dS_

а/7

р а

rdlL da

0,51'

dS

v оа , u

(13)

Расчетные соотношения для производных по а от основных термодинамических функций получены в следующем виде1

В случае двухкомпонентного топлива Н, - /(а, '/) ), поэтому производные по а при Н/= const означают, что учитывается зависи-

мость Hi -/( Т/ ). Следовательно, условие Я; const эквивалентно Т7=соп.ч1. Все остальные величины, необходимые для выражения (12), определяют в ходе выполнения термодинамического расчета процесса горения. Для этой пели автором разработана программа.

Четвертая глава посвящена теоретическому анализу устойчивости термогидроакустических процессов возмущенного движения в ЛПГ с аэродинамическим клапаном. Проводится сравнительный анализ подходов к решению задачи в системе отсчета Эйлера и Лагранжа. В системе Эйлера обычно используется функция Ляпунова, на основе которой получают условие устойчивости для потоков. В результате обобщения известных критериев получено выражение

(14)

где первое слагаемое в правой части (14) соответствует потоку акустической энергии, предложенному Б.В.Раушенбахом, а второе слагаемое соответствует критерию Релея. Но для интегрирования (14) надо знать граничные условия, которые зависят от конструкции аппарата.

В данной работе автор предлагает и обосновывает возможность использования для исследований термогидроакустической устойчивости процессов метода Лагранжа - Дирихле. Он базируется на функции Лагранжа, полученной в главе 3.

Если связи, наложенные на систему, идеальные, то уравнение возмущенного движения в АПГ в формулировке Лагранжа с одной степенью свободы принимает вид

(15)

где 6а(т) = 5 С' / С ° = А а бш р г . Уравнение (15) показывает, что колебания в АПГ описываются уравнением вынужденных колебаний с обратной связью. Однако в нем нет членов, учшывающих грение. Предполагается, что часть энергии продуктов сгорания в

объеме камеры сгорания V? расходуется в стоячей акустической волне. Этот эффект эквивалентен потерям на трение, которые можно вычислить по формуле

F„,„ = -

Jo, f,

pm

I p /ЛСО

8Vy

2 n 8 V-,.

(16)

• pm

Величины, стоящие перед обобщенными координатами в (16), являются постоянными коэффициентами, которые определяются геометрией АПГ и свойствами продуктов сгорания при заданном значении Поэтому для сокращения записи введем обозначения, общепринятые в теории колебаний, и получим классическое уравнение

8 У2 + 2 п 8 V2 + со 8 V2 - hA asin fЗт .

(17)

Решение уравнений такого вида известно из теории колебаний материальных точек и представляется в виде суммы общего решения однородного уравнения и частного решения уравнения. Уравнение (17) позволяет определить круговую и линейную частоту колебаний. После подстановки индексов, соответствующих отдельным элементам конструкции АПГ, имеем

Рк f,

pm

''к Ir

(18)

^ ^ )¡ Р р>» ' к ' р»> Для устойчивого процесса горения в АПГ в автоколебательном режиме необходимо условие возникновения резонанса. Для этого величина сдвига фаз w между частотами вынужденных и свободных колебаний должна быть равна (р = к / 2 , и при этом соблюдается условие а> = (i . Полученные соотношения позволяют проводить математическое моделирование геометрических размеров АПГ при проектировании его на заданную тепловую мощность.

Уравнение (17) для определения частоты свободных колебаний в АПГ не учитывает наличие «присоединенной» массы газа в аэродинамическом клапане. Масса газа в осевой зоне клапана оказывает импульсное воздействие на продукты сгорания в камере и, следовательно, участвует в колебательном процессе как составная часть инерционного звена. Поэтому в работе получено выражение для линейной частоты собственных колебаний с учетом присоеди-

ценной массы газа в клапане и уточнено на основе предлагаемой модели нестационарного течения в нем

где к - показатель адиабаты.

На практике для определения частоты колебаний в потоках чаще используют систему отсчета Эйлера. Поэтому приведен вариант расчета собственной частоты в АПГ для течения неустановившегося потока по каналу переменного сечения. За основу взята методика расчета нестационарных течений в ЖРД. Показано, что при резонансе оба метода дают идентичные результаты.

В пятой главе приводятся экспериментальные исследования рабочего процесса аппаратов пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном. В качестве объекта исследования выбрана камера вихревого типа. Выбор для исследования АПГ такого типа обусловлен тем, что реактивные импульсы из резонансной трубы и аэродинамического клапана направлены под углом 90°. Для исследования был сконструирован специальный динамический стенд (рис.4), на который было получено авторское свидетельство SU № 1774210 А1.

Аппарат пульсирующего горения 1 устанавливается на верхней платформе стенда. Стенд имеет две подвижные платформы: верхнюю 2 и среднюю 3, способные воспринимать действие реактивных сил от выхлопа газа из резонансной трубы и аэродинамического клапана Для измерения частотно-импульсных характеристик при работе камеры пульсирующего горения используются пьезоэлектрические датчики, способные воспринимать действие реактивных сил во взаимно перпендикулярных направлениях.

Электрические сигналы этих датчиков регистрируются на экране двухканального осциллографа С1-64А. Ввиду быстротечности процессов, обработка осциллограмм проводилась после фотосъемки. Для удобства обработки осциллограмм разработана программа их оцифровки на компьютере, вид которой приведен на рис. 5.

(19)

Рис 4 Динамический стенд 1- АПГ 2 верхняя подвижная плат форма, 3 - неподвижная опора датчика аэродинамического клапана, 4 - упругие пластины 5 - нижняя подвижная платформа 6 - неподвижное основание, 7-подставка дня пульта управления 8 непохвижная опора датчика резонансной тр\бы

\

/ v / \

Оу

1 1 14

{ \ : / / \ \

/ \ \ е/ v] \

\

т

Рис 5 Осцшпограмма пульсаций газа в элементах АП1 при перепаде давления на топливной форсунке Ар-0 5 МПа 1 кана 1 - аэродинамический клапан 2 канал - резонансная труба

После обработки осциллограмм определялись частота и амплитуда пульсаций и сдвиг фаз меж ту импульсами Для расчетов импульсного и сиювого воздействия потоков газов в системе СИ необходимо знагь пьезоэлектрический модуть датчиков с1-\ На ос-

нове соотношения Р= Е/й = к Е производился пересчет Величина к определялась экспериментально для каждого датчика

Для сравнения измерения частот производились также с помощью вибродатчиков В 6 -ТИ. работающих в комплекте со шлей-фовым осциллографом НО41, и охлаждаемым индуктивным датчиком ДДИ-20, который устанавливался непосредственно в камере сгорания. Показания датчика ДДИ-20 полностью совпали с показаниями пьезодатчиков, а показания вибродатчиков дали значения частот несколько выше. Типичные результаты измерения частотных характеристик АПГ приведены в таблице

Результаты измерения частот пульсаций в АПГ с прямым аэродинамическим клапаном с!к=96 мм и резонансной трубой dpr= 125 мм, 1рт=2500 мм где («Оси» - по осциллограммам, «Виб»-по вибрационной аппаратуре)

АРф. МПа 1 ил прибора Резонансная труба Азродинамиче-ский к1апан Примечание (на-чожение частот более высокого порядка),Гц

Основная час го га, Гц Основная частота Гц

0.2 Оси 66,6 67 200

Виб 72 1 72.1

0 3 Осц 62 62-57 200

Виб 71,3 71,3

04 Осц 65 65 200

Виб 70,3 70,3

0,5 Осц 62 62 200

Виб 76,2 76,2

0.6 Осц 62 62 200

Виб 73 73

Влияние геометрических размеров АПГ на парамефы потока при различных расходах дизельного топлива проводились на аппарате с объемом камеры сгорания V = 0,02347 м' . В этих экспериментах объем оставался постоянным и обеспечивал сжигание до 1310 ' кг/с дизельного топлива, что соответствует тепловой мощности 500 кВт.

Эта камера испытывалась с гремя резонансными трубами: с внутренним диаметром ёр1=125 мм и длиной 1 рг=2500 мм. с внутренним диаметром ё р,= 125 мм и длиной 1 р1=2000 мм, с внутренним диаметром ё р]=106 мм и длиной 1 р,= 2800 мм. Исследовались так же работа АПГ с указанным объемом камеры и тремя вариантами конструкций аэродинамических клапанов: клапан прямой ё к= 96 мм, 1К = 400 мм; клапан со вставкой ё =80 мм. 1 = 200 мм, кла-

'К ' вст всг '

пан с кольцевой щелью 5 = 3 мм. Давление перед топливной форсункой изменялось в пределах от 0,2 МПа до 0,6 МПа, что соответствовало изменению расхода топлива от 0,0077 кг/с до 0,0125 кг/с. Измерение расхода топлива проводилось с помощью ротаметра после его предварительной градуировки. Скорость и расхода несущего потока (фона) в выходном сечении резонансной трубы измерялись с помощью трубки Пито-Прандтля. При этом определялся коэффициент избытка воздуха установившегося потока. В ходе экспериментов исследовалось также влияние геометрии АПГ на температуру газа по длине резонансной трубы на различных расходах дизельного топлива. Типичная картина распределения температур приведена на рис. 6.

Изменение температуры газа по длине трубы во всех экспериментах имеет одинаковый характер. Особенность такой зависимости состоит в том, что в выходном участке наблюдается резкое падение температуры на 200...300 С. Этот факт можно объяснить «подсосом» воздуха из окружающей среды при падении давления ниже атмосферного. Поэтому результаты измерения коэффициента избытка воздуха дают завышенные значения. С целью уточнения были определены значения по результатам термодинамического расчета горения при температурах среднего участка резонансной трубы. Эти значения изменялись в пределах а 1.5...2. Поэтому рекомендуется при проектировании задаваться значением - /, 7.

В ходе экспериментов были подтверждены основные теоретические положения предлагаемой модели рабочего процесса в АПГ с аэродинамическим клапаном.

Рис 6 Изменение температуры газа по дтине резонансной тр)бы Дли на трубы 1 - 2600 мм внутренний диаметр dpT 125мм Клапан пря мой с внутренним диаметром dK = 96 мм, р [МПа] - перепад давления на форсунке

В шестой главе рассмотрены практические приложения теоретических и экспериментальных исследований АПГ с аэродинамическим клапаном для теплоэнергетических установок различного назначения Проводились исспедования парогенераторов на основе АПГ различных конструкций Первоначально исследовался парогенератор со змеевиковым испарителем, установленным в камере сгорания Было установлено, что в данной конструкции парогенератора можно получить перегретую воду при ее среднем расходе 0,1388 кг/с (500 л/ч) Температура воды на выходе из испарителя изменялась от ПО °С до ] 50 °С за счет установки дроссельных шайб и изменения расхода дизельного топлива от 0,0125 гю 0 0159 кг/с

В целом такая конструкция привела к ухудшению процесса юрения Поэтому была разработана и испытана конструкция парогенератора с рубашкой охлаждения, представленная на рис 7

Рис. 7 Эскиз парогенератора на основе АПГ с рубашкой охлаждения

Температура перегретой воды в выходном сечении парогенератора изменялась за счет установки дроссельных шайб. Ее значения изменялись в диапазоне 115... 150 °С. При установке шайбы диаметром 3,5 мм температура составила 163 °С, а количество испаренной воды 2,2*10'1 кг/с (800 л /ч). В этих опытах был проведен расчет коэффициента теплопередачи по тепловому балансу. Его значение изменялось от 120 до 140 Вт/м2К. Соответствующий расчет из условий стационарного горения дает значения к= 70 Вт / м К, т. е. в АПГ значения к почти в 2 раза больше. Исследования показали, что рубашка охлаждения способствует более устойчивому режиму пульсирующего горения, но при этом с поверхности аппарата на испарение можно снять только около 40 % энергии сгоревшего топлива, так как выхлопные газы имеют достаточно высокую температуру.

С целью повышения эффективности было предложено получать пар путем впрыска жидкости непосредственно в резонансную трубу. Для исследования такой схемы парогенератора был сконструирован и изготовлен аппарат пульсирующего горения, представленный на рис. 8.

В этом аппарате камера сгорания имела объем У=0,0218м3, аэродинамический клапан имел внутренний диаметр (1вп=0,096 м и длину 11СЛ=0,4м. Резонансная труба имела длину 1рт:=2,5 м и внутренний диаметр ёрт=0,125 м. Путем расчетов было установлено, что коэффициент использования тепла при впрыске воды в резо-

нансную трубу достигает 89,5 %. Это значение в два раза больше, чем в случае использования теплоты сгорания топлива через рубашку охлаждения, при этом температура пара на выходе из парогенератора соответствует температуре насыщения при давлении окружающей среды.

Рис. 8. Схема впрыска воды в резонансную трубу: 1 - камера воспламенения; 2 - рубашка камеры сгорания; 3 - форсунка; 4 - соединительная магистраль; 5 - аэродинамический клапан; 6-рубашка клапана; 7 -устройство впрыска воды в резонансную трубу; 8 - резонансная труба

На основе разработанной теории рабочего процесса в АПГ с аэродинамическим клапаном и обобщения результатов экспериментов предложена методика определения его конструктивных параметров на заданную тепловую мощность. По предложенной методике был сконструирован АПГ на среднюю тепловую мощность 120 кВт, который в дальнейшем стал основой для изготовления промышленных образцов теплогенераторов для сушки строительных материалов и пищевых продуктов, а так же для отопления производственных помещений. Было проведено 37 экспериментов на динамическом стенде по совершенствованию процесса пульсирующего горения. При этом особое внимание уделялось организации смешения компонентов топлива за счет изготовления соответствующих форсунок. В итоге был достигнут наиболее оптимальный режим пульсирующего горения, о чем свидетельствуют осциллограммы.

которые имеют четко выраженный гармонический закон. Одна из осциллограмм показана на рис. 5. На базе этой конструкции был разработан теплогенератор и получен патент ЯИ № 2096683 С. При испытаниях теплогенератор показал следующие характеристики: -средняя производительность теплоносителя 3056 м '/ч; диапазон регулирования производительности 2713...3100 м *'/ч; температура теплоносителя 220...250 °С ; скорость нагретого газа на выходе 28 м/с; средний расход дизельного топлива 3,25* 10"Л кг/с (14,4 л/ч); диапазон регулирования расхода 2,38*10"3...3,57*10"3 кг/с; диапазон регулирования тепловой мощности, 100... 150 кВт; потребляемая мощность для подачи топлива 0,05 кВт: расчетный коэффициент полезного действия 0,9 ; питание в стационарных условиях от сети переменного тока 220 В, 50 Гц, в передвижных установках от аккумулятора 12 В.

Измерения свойств теплоносителя на выходе из ТГПГ-120 производились Тамбовским филиалом ФГУ «УГЭН по ЦЧР » 19.04.2002 с помощью лазерного прибора БЛ0-500 и получены следующие результаты: состав газов на выходе из ТГПГ: СО...9 рр (промиле), N02....0%, СО2...1.7%, N0.^0%, Б0Г..0 р, N0^.0%, 02...18.9 %. Коэффициент избытка воздуха (с учетом разбавления за счет установки эжектора) АНа...9.48. Температура корпуса форсунки 1ф=50°С. ф

Для понижения температуры теплоносителя и увеличения производительности, была предложена и запатентована усовершенствованная конструкция теплогенератора ТГПГ-120М (рис.9). Было изготовлено четыре опытных образца для отопления производственных помещений и сушки строительных материалов и получен патент ЯИ №2187041 С2.

Результаты экспериментов по исследованию рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном, представленные в настоящей работе, позволили разработать конструкцию и получить патент ЯИ № 2096644 С1 на комбинированный прямоточный воздушно-реактивный двигатель, который может быть использован как теплогенератор большой мощности или аэрозольный аппарат.

Рис 9 кплогенератор на основе пульсирующею горения ТГПГ- 120М 1 - камера сгорания, 2 - воздуховод, 3 - гелескопиче ский кожух с эжектором, 4 - циклонная камера 5 - труба для подачи охлаждающего воздуха в циклонную камеру

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработана физическая модель рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения, базирующаяся на положении, что в камере сгорания аппарата образуется газодинамический вихрь, обеспечивающий стабилизацию пламени и, одновременно, являющийся источником теплового импульса для воспламенения топлива в пульсирующем режиме На основе теоретического анализа показано, что при наличии аэродинамического клапана в канале АПГ реализуется механизм инерционно - импульсного течения Описан механизм обратной связи, обеспечивающей автоколебательный процесс

2 На основе преложенной модели дано математическое описание течения по каналам АПГ с учетом кинетики тепловых и газодинамических процессов Для анализа нестационарных потоков и процессов горения использовался метод идеализации, основан-

ный на теории разрывных решений. Применение этого метода в интегральной форме позволило решить задачу расчета параметров возмущенных потоков при взаимодействии их в характерных сечениях канала АПГ.

3. Впервые предложены физическая модель и механизм работы аэродинамического клапана, объясняющие динамику колебательного процесса течения газа в нем. Результаты исследований позволили получить соотношения для расчета оптимальной геометрии канала аэродинамического клапана, обеспечивающей устойчивость процесса.

4. Получено уравнение автоколебательного процесса в нелинейной системе, образованной потоком газа в канале АПГ с аэродинамическим клапаном, учитывающее влияние коэффициента избытка воздуха. Решена задача термогидроакустической устойчивости автоколебательного процесса с использованием метода Лагран-жа.

5. Решена задача определения параметров потока в АПГ на основе теории нестационарных течений по каналу переменного сечения в системе координат Эйлера. Получено аналитическое выражение, позволившее уточнить расчет собственной частоты колебаний.

6. Разработана оригинальная методика исследования частотно-импульсных характеристик АПГ с аэродинамическим клапаном на основе предложенной автором конструкции динамического измерительного стенда. Методика позволяет определять одновременно частоту пульсаций в клапане и резонансной трубе, находить их амплитуду и сдвиг фаз между импульсами и рассчитывать величины реактивных сил импульсных составляющих нестационарного потока.

7. Проведены экспериментальные исследования влияния геометрических размеров АПГ на его энергетические и частотные характеристики. Определены факторы, обеспечивающие устойчивый резонансный режим пульсирующего горения. На основе проведенных исследований предложен метод расчета конструктивных параметров для проектирования аппаратов на заданную тепловую мощность.

8. Спроектированы и проведены испытания трех типов парогенераторов на основе аппаратов пульсирующего горения: со змеевиком в камере сгорания, с рубашкой охлаждения, а также путем впрыска воды в резонансную трубу. Результаты исследований промышленных образцов парогенераторов показали, что наиболее эффективным способом получения пара является впрыск испаряемой непосредственно в резонансную трубу жидкости,

9. Для систем отопления и термообработки материалов предложена оригинальная конструкция экономичного теплогенератора с АПГ. На его основе разработаны и запатентованы 3 конструкции промышленных образцов, которые при эксплуатации показали высокие энергетические характеристики, а получаемый в них теплоноситель отвечает самым высоким экологическим требованиям.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ: Книги

1. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник: В 5 т. / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин. В.А. Худяков // Под. ред. В.П. Глушко; АН СССР. -М.: ВИНИТИ, 1971 .-Т. 1 .-Гл.Х1.-С91 -96.

2. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник: В 5 т. / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин, В.А Худяков, В.Н. Костин // Под. ред. В.П. Глушко; АН ССС. -М.: ВИНИТИ, 1972.-T.II. - §3,4.-С.33-35.

3. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник: В 5 т. / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин, В.А. Худяков, В.Н. Костин // Под. ред. В.П. Глушко; АН ССС. -М: ВИНИТИ, 1973.-T.IV. - §3,3.-С.24-25.

4. Алемасов В. Е. Теория ракетных двигателей: Учеб. пособие для студентов авиационных и машиностроительных вузов / В.Е. Алемасов. А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин. // Под ред. В.Е. Алемасова. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1969. - Гл. VII.-С.110-132.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

5.Быченок В И. Экстраполяция равновесного свойства продуктов сгорания // Физика горения и взрыва.- Новосибирск, 1979.-Т.15.-№2.-С. 168-170.

6. Быченок В.И.. Северянин B.C. Термодинамический анализ акустических и энтропийных волн в камерах пульсирующего горения // Известия вузов. Энергетика. -1991.-№ 10. -С.52-56

7.К расчету критических параметров нефтепродуктов / Н.П. Жуков, В.И. Быченок, И.А Черепенников, С.Н. Кузьмин // Химия и технология топлива и масел.-1993.-№ 4.-С. 29-32.

Участвовал в подготовке материала и проведении и исследовании вязкости.

8. Некоторые результаты исследования камеры пульсирующего горения на жидком топливе / В.И. Быченок, Н.П. Жуков, С.Н. Кузьмин, К.В. Лысенко, И.А. Черепенников, В.А. Русин // Известия вузов. Энергетика.-1993. -№ 5, 6.-С.95-98.

9. Быченок В.И. Применение методов термодинамики для анализа динамических процессов в камерах пульсирующего горения // Вестник ТГТУ.- Тамбов, 1998. Т. 4. № 4. -С. 495-503.

10. Быченок В.И.. Коптев А.А., Баранов А.А. Метод расчета геометрических размеров устройств пульсирующего горения на заданную тепловую мощность // Вестник ТГТУ.- Тамбов, 1998. - Т. 4. № ].-С. 59-63.

11.Коптев А.А., Быченок В.И., Пасько Т.В. Движение жидкости в центробежном поле между вращающимся и неподвижном дисками. / // Вестник ТГТУ.- Тамбов, 2000. -№ 2. -С.235-242.

12. Быченок В И.. Мозговой Н.В. Термогидроакустическая устойчивость автоколебательных процессов в аппаратах пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном // Вестник ТГТУ.-Тамбов. 2004. - Т. 10. № 4 - С.887-895.

13. Влияние погрешностей в потенциальных параметрах на определяемый расчетом равновесный состав и свойства смесей реальных газов / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин. В.И. Быченок, В.М. Тринос // Тепло- и массоперенос: Сб. науч. тр. - Минск: Наука и техника. 1968.-Т. 7.-С. 3-1 1.

14. Равновесный состав и термодинамические свойства реагирующих смесей реальных газов / В.Е. Алемасов. А.Ф. Дрегалин,

B.И. Быченок, В.М. Тринос. ЮД. Кречетников // Свойства веществ при высоких температурах: Сб. науч. тр. - М: Машиностроение. 1969.-С.31-38.

15. Теплофизические свойства жидкостей и газов при высокой температуре и плазмы / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, В.И. Бы-ченок, В.М. Тринос // Сб. науч. тр.- М: Изд-во стандартов, 1969. -

C.128-132.

16. Быченок В.И., Коптев А.А., Баранов А.А. Теплотехническое сопровождение технологических процессов с использованием пульсирующего горения // Теплофизические измерения в начале XXI века: Тр.БУ Международной теплофизической школы: ТГТУ. -Тамбов, -2001.-Ч.1.-С.77-78.

17. Быченок В.И. Определение частотно-импульсных характеристик камер пульсирующего горения с помощью динамического стенда / Теплофизические измерения в начале XXI века: Тр. IV Международной теплофизической школы: ТГТУ - Тамбов, 2001 .-Ч.П. -С.38-39.

18. Быченок В.И. Рабочий процесс аппаратов пульсирующего горения для сушки и термовлажностной обработки материалов / // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов): *)-я Междунар.науч.практ. конф. - М.: 2002. - Т. 4. - С. 184-187.

19. Быченок В.И., Мозговой Н.В. Термогидроакустическая устойчивость автоколебательных процессов в теплоэнергетических установках на основе пульсирующего горения // Авиакосмические технологии - 2004: Тр. Пятой Междунар. конф. Ч. П: Прикладные задачи механики. Математическое моделирование-Аэрогидродинамика и тепломассообмен. Воронеж, 2004. - С. 144152.

20. Проблемы и перспективы в разработке эколо1 ически чистых способов сжигания топлива / В.И. Быченок, А.А. Коптев, А. А. Баранов, А. П. Титов // Экология-98: Обл. науч.-техн. конф. : (Пленарный доклад). - Тамбов, 1998.-С.69-72.

21 Быченок В И Перспективы и проблемы установок на основе пульсирующего горения // Птенарный доклад на V науч -техн конф ТГТУ -Тамбов, 2000 -С 19-27

22 Алемасов В Е Экстраполяция и интерполяция термодинамических характеристик и параметров ракетных двигателей /BE Алемасов, А Ф Дрегалин, В И Быченок // Труды КАИ -Казань, 1965 -Вып 88 -С 12-17

23 Алемасов В Е , Дрегалин А Ф , Быченок В И Термодинамические свойства кислородно-керосинового топлива // Труты КАИ -Казань, 1969 -Вып 110 -С 67-72

24 Алемасов В Е Дрегалин А Ф , Быченок В И Теплофизи-ческие свойства кислородно-керосинового топлива // Труды КАИ -Казань, 1970-Вып 115-С 9-14

25 Быченок В И , Мухамедзянов Р А Частные производные термодинамических функций продуктов сгорания по химическому составу топлива и использование их дтя экстраполяции // Труды КАИ - Казань, 1973 - Вып 153 - С 54-59

26 Быченок В И , Баранов А А Применение разрывных решений к задачам газодинамики в аппаратах путьсирующего горения //Труды ТГТУ -Тамбов, 2002 -Вып 11 -С 69-72

27 Быченок В И , Русин В А Расчет геометрических размеров аэродинамического клапана аппарата пульсирующего горения (АПГ)//Труды ТГТУ -Тамбов, 2004 -Вып 15 -С 97-102

28 Анализ теории движения однородных и дисперсных срет, в ситовом поле с преимущественным влиянием центробежных ити гравитационных сил / А А Коптев, В И Быченок. В Б Коптева, ТВ Пасько // Отчет по госбюджетной научно-исследоватетьской работе ИнвКо 02200108190 ТГТУ -Тамбов, 2001- Гос per Jffi 01200115608 -60 с

Авторские свидетельства и патенты

29 Ас 1576780 SU , 5 F 23 С 11/04 Устройство пульсирующего горения / В И Быченок, Н П Жуков С Н Кузьмин Б В Панков И А Черепенников, Х»4412641/14-06 Заявл 19 04 1988// Открытия изобретения -1990 - № 25-С 181

30 Ас 1726901 SU. F 23 С 11/04 Устройство пульсирующего трения / А А Букин В И Быченок, И П Жуков, Г Н Кузь-

мин, К.В. Лысенко, Б.В. Панков, В.А. Русин, И.А. Черепенников. -№4845041/06; Заявл. 09.04.1990//Изобретения.-1992.-№ 14.-С.161.

31. А.с. 1774210 БИ, О 01 М 15/00. Стенд для испытаний камер пульсирующего горения / В. И. Быченок, Н. П. Жуков, С. Н. Кузьмин, И.А. Черепенников, К.В. Лысенко, В.А. Русин -№ 4786865/06; Заявл. 27.11.1989 // Изобретения.-1992. -№ 41 .-С. 136.

32. Пат. 2096683 ЯИ, 6 Б 23 С 11/04. Теплогенератор на основе пульсирующего горения / В.И. Быченок, Коптев АА (Тамбовский государственный технический университет). -№ 95103445/06; Заявл. 10.03.1995 // Изобретения. -1997.-№ 32 (II ч.).-С.320.

33. Пат. 2096644 ЯИ, 6 Б 02 К 7/10. Комбинированный прямоточный воздушно-ракетный двигатель / В.И. Быченок (Тамбовский государственный технический университет). -№ 95108829/06; Заявл. 30.05.1995 // Изобретения.-1997.-№ 32 (II ч.).-С.311.

34. Пат. 2187041 ЯИ, 7 Б 23 С 11/04. Теплогенератор пульсирующего горения / В.И. Быченок, СВ. Быченок, А.В. Быченок. -№2000107043/06; Заявл. 21.03.2000 // Изобретения. Полезные модели. -2002. -№ 22. - С.517.

Подписано в печать 10.01.05. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 85 экз. Заказ № %.

Воронежский государственный технический университет 396024 Воронеж, Московский просп., 14

О о,

445

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Быченок, Вячеслав Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ ПО ЛИТАТУРНЫМ ИСТОЧНИКАМ.

1.1 Принципиальные отличия процессов пульсирующего горения от стационарных процессов горения и анализ их теплотехнических характеристик

1.2 Возможные конструкции АПГ и освоенные области их применения.

1.3. Состояние вопроса по расчету параметров рабочего процесса и проектированию аппаратов пульсирующего горения.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В АППАРАТЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ.

2.1 Модель рабочего процесса в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном.

2.2 Механизм обратной связи, поддерживающий пульсирующий режим горения в АПГ.

2.3 Кинетика течений в каналах аппарата пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном.

2.4 Решение задачи в интегральной формулировке.

2.5 Математический анализ уравнений возмущенного движения в каналах АПГ на основе модели сильного разрыва.

2.6 Идеализации процессов в зоне горения АПГ.

2.7 Газодинамический анализ взаимодействия потоков на поверхности разрыва между камерой сгорания и резонансной трубой.

2.8 Механизм работы аэродинамического клапана на основе анализа импульсного взаимодействия потоков.

ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧКСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗМУЩЕННЫХ ДВИЖЕНИЙ В АППАРАТАХ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ.

3.1 Анализ возмущенного движения системы двух тел, представляющих собой сплошную среду, в инерционной системе Лагранжа.

3.2 Методика термодинамического расчета, рекомендуемая для определения равновесного состава и свойств продуктов сгорания в АПГ.

3.3 Влияние акустических возмущений на механизм тепловыделения в зоне горения.

3.4 Расчет термодинамических функций химически реагирующих систем при возмущенных значениях параметров.

Г ЛАВА 4 ТЕРМОГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОЦЕССОВ ВОЗМУЩЕННОГО ДВИЖЕНИЯ В АПГ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ.

4.1 Теоретические подходы к решению задач термогидроакустической устойчивости процессов в теплоэнергетических аппаратах.

4.2 Решение задачи термогидроакустической устойчивости в АПГ с аэродинамическим клапаном на основе функции Лагранжа.

4.3 Определение частот колебаний в АПГ с аэродинамическим клапаном на основе функции Лагранжа.

4.4 Частные случаи расчета частот колебаний в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном.

4.5 Математический анализ частот колебаний в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном на основе расходного механизма.

ГЛАВА 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА АППАРАТА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ.

5.1 Общая характеристика исследуемого аппарата пульсирующего горения и экспериментальной установки.

5.2 Методика проведения эксперимента и обработка экспериментальных данных.

5.3 Результаты исследований влияния геометрических размеров клапана и резонансной трубы на температуру газа по ее длине при различных расходах топлива.

5.4 Исследование влияния геометрических размеров аппаратов пульсирующего горения на коэффициент избытка воздуха.

5.5 Исследование амплитудно-частотных характеристик АПГ с аэродинамическим клапаном в зависимости от геометрических размеров.

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АПГ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ.

6.1 Исследования парогенератора со змеевиком в камере сгорания.

6.2 Исследования парогенератора на основе аппарата пульсирующего горения с рубашкой охлаждения.

6.3 Исследования парогенератора на основе аппарата пульсирующего горения при впрыске жидкости в резонансную трубу.

6.4 Приближенная методика расчета геометрических размеров АПГ с аэродинамическим клапаном на заданную тепловую мощность.

6.5 Конструкции теплогенераторов для сушки материалов и отопления промышленных зданий.

Введение 2004 год, диссертация по энергетике, Быченок, Вячеслав Иванович

Актуальность проблемы. В настоящее время, как никогда ранее, остро ставится задача совершенствования теплоэнергетических установок. При решении этой задачи в первую очередь обращают внимание на экономические и экологические требования. Возможности дальнейшего совершенствования теплоэнергетических установок, базирующихся на хорошо изученном стационарном процессе горения, ограничены. Поэтому необходимо осваивать новые энергосберегающие технологии.

В этом направлении весьма перспективным представляется реализация в теплоэнергетических установках процессов пульсирующего горения. Такой режим горения обеспечивает максимальную полноту тепловыделения топлива, позволяет существенно интенсифицировать тепло-массообменные процессы при использовании получаемого теплоносителя и сократить требуемый удельный объем камеры для сжигания топлива. Как следствие, уменьшается металлоемкость конструкции, сокращаются затраты на монтаж и обслуживание теплоэнергетических установок. Кроме того, продукты сгорания отвечают самым жестким экологическим требованиям. Поэтому не случайно во многих странах ведутся интенсивные исследования в области проектирования и внедрения в технологические процессы теплоэнергетических установок на основе пульсирующего горения. За теплоэнергетическими установками такого типа закрепилось название аппараты пульсирующего горения (АПГ).

Широкое внедрение АПГ в технологические процессы сдерживается отсутствием надежной теории их рабочего процесса для расчета конструктивных параметров при их проектировании.

Работа выполнялась в соответствии с единым заказ-нарядом Министерства образования РФ (шифр П.Т. 405) и включена в Государственную программу «Ресурсосберегающие технологии», а также в соответствии с научно-исследовательскими работами: «Исследование процесса, расчет и выдача рекомендаций по оптимальному конструированию теплогенератора» по договору № 21/88 с заводом «Тамбовполимермаш» в 1988.1990 гг.; «Разработка теоретических основ и экспериментальные исследования генераторов с пульсирующей камерой сгорания» по договору № 3 / 96 - 3 / 6153 с Воронежским конструкторским бюро «Химавтоматика» в 1996. 1998 г.г.

Целью работы является разработка теории рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения (АПГ) с аэродинамическим клапаном и создание на ее основе методики расчета их конструктивных параметров для проектирования экономичных и высокоэффективных теплоэнергетических установок широкого спектра применения.

Для достижения сформулированной цели поставлены следующие задачи исследования:

- разработка физически обоснованной модели рабочего процесса в АПГ с учетом обратной связи между акустическими и тепловыми возмущениями, обеспечивающей поддержание автоколебательного пульсирующего режима течения;

- математическое моделирование нестационарных газодинамических процессов в АПГ с учетом воздействия на них периодичности выделения тепла в зоне горения, представляющей собой открытую термодинамическую систему;

- разработка методики исследования термогидроакустической устойчивости пульсирующего режима горения в АПГ с аэродинамическим клапаном;

- создание экспериментальной базы и разработка комплексного метода исследований параметров и частотно-импульсных характеристик потока в аппаратах пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном;

- на основе полученных результатов разработка методики расчета конструктивных параметров АПГ с аэродинамическим клапаном для проектирования паро - и теплогенераторов на заданную тепловую мощность.

Объект исследования. Объектом исследования являются теплоэнергетические установки широкого спектра применения на основе аппаратов пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней автор впервые провел комплексные исследования АПГ с аэродинамическим клапаном, в результате которых:

- предложена физическая модель рабочего процесса в АПГ, базирующаяся на законе сохранения импульса массовых инерционных сил, действующих на поток сплошной среды;

- разработана математическая модель, обосновывающая стабилизацию пламени в камере сгорания существованием газодинамического вихря, который одновременно является источником теплового импульса, поддерживающего устойчивое горение в пульсирующем режиме, а также установлен механизм обратной связи, обеспечивающий устойчивый автоколебательный режим течения потока по каналу АПГ;

- теоретически доказана возможность применения одномерной идеализации к нестационарным трехмерным течениям, что позволило применить метод разрывных решений в интегральной формулировке к расчету параметров потоков в зоне горения, в резонансной трубе и аэродинамическом клапане при одновременном воздействии на эти потоки тепловых и акустических возмущений;

- впервые предложен механизм работы аэродинамического клапана, позволивший описать динамику течения газа в нем в пульсирующем режиме с учетом влияния геометрических размеров клапана на частоту колебаний;

- доказано, что более полное математическое описание нестационарных течений в АПГ можно получить с помощью функции Лагранжа, которая позволяет учитывать как динамику действующих масс, так и химические процессы, протекающие в открытой реагирующей термодинамической системе, а именно, в зоне горения. Решена задача термогидроакустической устойчивости автоколебательного процесса в АПГ с аэродинамическим клапаном.

- предложена конструкция специального динамического стенда и разработана методика экспериментального определения частотно-импульсных характеристик возмущенного потока, которые являются определяющими параметрами при разработке конструкции АПГ.

- на основе разработанной теории рабочего процесса и проведенных экспериментальных исследований, предложен метод расчета конструктивных параметров АПГ при проектировании этих аппаратов на заданную тепловую мощность.

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждается:

- адекватностью математических моделей результатам экспериментальных данных, полученных на полупромышленных образцах паро - и теплогенераторов;

- обоснованным использованием закономерностей классических положений механики сплошной среды, химической термодинамики необратимых процессов, термоакустики, теории колебаний диссипативных систем;

- хорошей воспроизводимостью результатов экспериментов для различных типоразмеров АПГ с аэродинамическим клапаном и надежной работой собственных конструкций паро - и теплогенераторов, созданных на основе разработанной теории.

Практическая значимость работы заключается в том, что на основе теоретических и экспериментальных исследований созданы и прошли эксплуатационные испытания различные типы парогенераторов с камерами пульсирующего горения. Разработанные конструкции теплогенераторов защищены патентами и использовались для отопления производственных помещений. Эксплуатация в течение 5-ти лет показала их высокую надежность и экономичность. Результаты эксплуатации подтверждены заключением ООО «Тамбовоптпродторг». При этом теплоноситель не содержит вредных веществ, что позволяет использовать его в системах отопления с полной рециркуляцией. Соответствие теплоносителя высоким экологическим требованиям подтверждается протоколами «УГЭН по ЦЧР» и Центра «ГОССАНЭПИДНАДЗОРА» г. Тамбова.

Результаты исследований позволили предложить и запатентовать конструкцию теплоэнергетического аппарата большой единичной мощности, парогенератор, аэрозольный аппарат и прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

Практическая ценность работы подтверждена также актом о внедрении теоретических разработок, выполненных в ТГТУ в соответствии с договором с КБ «Химавтоматика» г. Воронежа. Теоретические положения пульсирующего горения и вопросы, связанные с практическим применением теплогенераторов на основе пульсирующего горения в системах теплоснабжения, включены в учебные дисциплины: «Теплогазоснабжение и вентиляция» и «Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве» для студентов ТГТУ.

Основные положения, выносимые на защиту

- физическая модель рабочего процесса в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном;

- механизм обратной связи автоколебательной газовой системы, состоящей из потока воздуха в аэродинамическом клапане, продуктов сгорания в камере сгорания и потока газа в резонансной трубе;

- математическая модель инерционного и возмущенного движения газов по каналам АПГ на основе использования вариационных методов разрывных решений для потоков сплошной среды;

- механизм работы аэродинамического клапана и его математическое описание;

- решение задачи о термогидроакустической устойчивости автоколебательных процессов в АПГ на основе метода Лагранжа;

- методика экспериментального определения частотно-импульсных характеристик аппаратов пульсирующего горения и их взаимосвязь с геометрическими размерами конструкции;

- методика расчета рабочих и конструктивных параметров АПГ с аэродинамическим клапаном;

- конструктивные решения парогенераторов и теплогенераторов на основе камер пульсирующего горения, которые рекомендуются как прототипы для промышленного производства.

Апробация работы. Теоретические положения работы докладывались и обсуждались: - на 3-м Всесоюзном совещании по тепло- и массопереносу (Минск, 1986); - на Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ при высоких температурах (Москва, 1969); - на Всесоюзном симпозиуме «Рабочие тела теплоэнергетических установок». (Минск, 1969); -на IV Международной теплофизической школе «Теплофизические измерения в начале XXI века (Тамбов, 2001); -на 1-й Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии» (Москва, 2002); - на выездной сессии головного совета «Машиностроение» под председательством академика РАН Колесникова К.С. (Тамбов, 1997); - на совместном заседании научного семинара кафедр № 202 и 204 МАИ (Москва, 1996); - на научно-технических конференциях ТГТУ (Тамбов, 1994-2002); на Областной научно-технической конференции «Эко-логия-98» (Тамбов, 1998). - На V Международной конференции "Авиакосмические технологии " (Воронеж, 2004). Конструктивные разработки экспонировались на выставках: - в составе экспонатов Министерства образования и науки РФ на международной выставке (Тегеран, 2000); - на 3-ем экономическом форуме ЦФО « Региональная инвестиционная политика: от эксперимента к практике» (Тамбов, 2002).

Публикации. Основные результаты опубликованы в 60 печатных работах. Из них наиболее существенные материалы вошли в 34 работы, представленные в автореферате. В работах, опубликованных в соавторстве, лично автору принадлежит: /196,221,222,223,/ - участие в подготовке материалов и проведении расчетов к отдельным главам и параграфам. В работах /162,200,213,214,215,216,220,/ - теоретическое обоснование рассматриваемых задач и их математическое описание. В работах

204,207,224,228,233,236,237,238,242,244,245,248,249,250,252,256/- разработка математических моделей для выполнения расчетов и анализ полученных результатов. В авторских свидетельствах и патентах /171,246,247,257/ автор предложил идею и пути ее реализации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, с основными результатами и выводами, изложенных на 326 е., списка используемой литературы из 259 наименований, 2-х приложений на 15 е., содержит 65 рисунков и 25 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Теплоэнергетика рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана физическая модель рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения, базирующаяся на положении, что в камере сгорания аппарата образуется газодинамический вихрь, обеспечивающий стабилизацию пламени и, одновременно, являющийся источником теплового импульса для воспламенения топлива в пульсирующем режиме. На основе теоретического анализа показано, что при наличии аэродинамического клапана в канале АПГ реализуется механизм инерционно- импульсного течения. Описан механизм обратной связи, обеспечивающей автоколебательный процесс.

2. На основе предложенной модели дано математическое описание течения по каналам АПГ с учетом кинетики тепловых и газодинамических процессов. Для анализа нестационарных потоков и процессов горения использовался метод идеализации, основанный на теории разрывных решений. Применение этого метода в интегральной форме позволило решить задачу расчета параметров возмущенных потоков при взаимодействии их в характерных сечениях канала АПГ.

3. Впервые предложены физическая модель и механизм работы аэродинамического клапана, объясняющие динамику колебательного процесса течения газа в нем. Результаты исследований позволили получить соотношения для расчета оптимальной геометрии канала аэродинамического клапана, обеспечивающей устойчивость процесса.

4. Получено уравнение автоколебательного процесса в нелинейной системе, образованной потоком газа в канале АПГ с аэродинамическим клапаном, учитывающее влияние коэффициента избытка воздуха. Решена задача термогидроакустической устойчивости автоколебательного процесса с использованием метода Лагранжа.

5. Решена задача определения параметров потока в АПГ на основе теории нестационарных течений по каналу переменного сечения в системе координат Эйлера. Получено аналитическое выражение, позволившее уточнить расчет собственной частоты колебаний.

6. Разработана оригинальная методика исследования частотно импульсных характеристик АПГ с аэродинамическим клапаном на основе предложенной автором конструкции динамического измерительного стенда. Методика позволяет определять одновременно частоту пульсаций в клапане и резонансной трубе, находить их амплитуду и сдвиг фаз между импульсами и рассчитывать величины реактивных сил импульсных составляющих нестационарного потока.

7. Проведены экспериментальные исследования влияния геометрических размеров АПГ на его энергетические и частотные характеристики. Определены факторы, обеспечивающие устойчивый резонансный режим пульсирующего горения. На основе проведенных исследований, предложен метод расчета конструктивных параметров для проектирования аппаратов на заданную тепловую мощность.

8. Спроектированы и проведены испытания трех типов парогенераторов на основе аппаратов пульсирующего горения: со змеевиком в камере сгорания, с рубашкой охлаждения, а также путем впрыска воды в резонансную трубу. Результаты исследований промышленных образцов парогенераторов показали, что наиболее эффективным способом получения пара является впрыск испаряемой жидкости непосредственно в резонансную трубу.

9. Для систем отопления и термообработки материалов предложена оригинальная конструкция экономичного теплогенератора с АПГ. На его основе разработаны и запатентованы 3 конструкции промышленных образцов, которые при эксплуатации показали высокие энергетические характеристики, а получаемый в них теплоноситель отвечает самым высоким экологическим требованиям.

Библиография Быченок, Вячеслав Иванович, диссертация по теме Промышленная теплоэнергетика

1. Ландау Л.Д. Теоретическая физика. T.V. Статистическая физика: Учеб. пособие для студентов втузов/ Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. 3-е изд., перераб. - M.: Наука, 1976. - 4.1- 584с.

2. Ландау Л.Д. Теоретическая физика. T.I. Механика: Учеб. пособие для студентов втузов/ Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. 3-е изд., перераб. - М.: Наука, 1973.-208с.

3. Гленсдорф П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций / П. Гленсдорф, И. Пригожин. М.: Мир, 1973. - 280с.

4. Денбиг К. Термодинамика стационарных необратимых процессов / К. Денбиг, М.: И-Л, 1954. -118с.

5. Хаазе Р. Термодинамика необратимых процессов / Р. Хаазе, -М.: Мир, 1967. -544с.

6. Stanislaw Sieniutycz Extended Conservation Laws from Hamilton's Principle Nonequilibrium Dissipative Fluids / Stanislaw Sieniutycz // Periodica Polytechnica. Ser. Phys. AndNucl. Sei.- 1994.-Vol.2, Nos. 1-2. -pp. 61-83.

7. Самарский A.A. Разностные методы решения задач газовой динамики / Самарский A.A., Попов Ю.П.- М.: Наука, 1992.-423с.

8. Рэлей Д. В. Теория звука / Л. Рэлей. М.: Гостехиздат, 1955.300с.

9. Раушенбах Б.В. Вибрационное горение / В.Б. Раушенбах. М.: Физматгиз, 1961. -500 с.

10. Неустойчивость горения в ЖРД / Под ред. Д.Т. Харье, Ф.Г. Рир-дон.-М.: Мир, 1975. -869с.

11. Мошкин Е.К. Нестационарные режимы работы ЖРД / Е.К. Мош-кин.-М.: Машиностроение, 1970. -336с.

12. Артамонов К.И. Термогидроакустическая устойчивость / К.И. Артамонов. -М.: Машиностроение, 1982. -260с.

13. Крокко Л. Теория неустойчивости горения в жидкостных ракет-ныж двигателях / JI. Крокко, Синь-И Чжен. -М.: И. Л., 1958. 351с.

14. По дымов В.Н. Предложения по определению некоторых терминов/ В.Н. Подымов // Пульсационное горение: сб. науч. тр. Челябинск, 1968. - С.131-133.

15. Аввакумов A.M. Нестационарное горение в энергетических установках / A.M. Аввакумов, И.А. Чучкалов, Я.М. Щелоков. —JL: Недра, 1987. -159с.

16. Натанзон С.М. Неустойчивость горения / С.М. Натанзон, -М.: Машиностроение, 1986. -247с.

17. Нестационарное распространение пламени / Под ред. Дж. Г. Маркштейн. -М.: Мир, 1968. —437с.

18. Высокофорсированные огневые процессы: Сб.ст. / Под. ред. М.А. Наджарова. -M-JL: Энергия, 1967. -295с.

19. Карпачева С. М. Пульсационная аппаратура в химической технологии / С. М. Карпачева, Б.Е. Рябчиков // Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химия, 1983. - 224с.

20. Математическая теория горения и взрыва / Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблат, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. -М.: Наука, 1980. —478с.

21. Теория и практика пульсационного горения: Тр. ЦКТИ / Под ред. А.А.Канаева: -Л: ЦКТИ, 1965. -Вып. 64. -110с.

22. Технологическое пульсирующее горение / Под. ред В.А.Попова. -М.: . Энегоатомиздат, 1993.-320с.

23. Подымов В.Н. Прикладные исследования вибрационного горения / В.Н. Подымов, B.C. Северянин, Я.М. Щелоков.- Казань: Изд-во КГУ, 1978. -218с.

24. Пульсационная техника: Сб. тр. / Под ред. С. М. Карпачевой. -М.: Энергоатомиздат, 1983.- 163 с.

25. Пульсирующее горение способ интенсификации теплотехнических процессов: Обзор по выполненным работам БИСИ. - Минск: Белорусск. инж.-строит. ин-т, 1968. - 316 с.

26. Разработка и применение пульсационной аппаратуры: Сб. ст.-М.: Атомиздат, 1974. 256 с.

27. Алексеева Т.И. Пульсационные резонансные горелки: (Обзорная информация) / Т.И. Алексеева, О.Г. Рогинский; ВНИИЭ Газпром // Использование газа в народном хозяйсиве. -М., 1983. -Вып.4,- 57с.

28. Горбачева М. Г. Второй международный симпозиум по пульсирующему горению: (По материалам зарубеж. исслед.) / М.Г. Горбачева // Известия вузов. Энергетика. -Минск., 1983. -№3. -С 118-119.

29. International Symposium on Pulsating Combustion, the 1-st, Sen. 1991. Sheffild: Procedings, 1971. -456p.

30. V-th International Symposium on Combustion Processes. -Krakow: Proceedings, 1977.- 457p.3111 International Symposium on Pulsating Combustion. Applicat.- Atlanta, 1982.-Vol.1.

31. US Environmental Protection Agency (EPA).: National Risk Management Research Laboratory.- Cincinnati.- OH 45268.

32. The Combustion Research Bulletin. P.3. Burners // http: // www.ca.sandia.gov / CRF/ Publications / CRB / v99 / Bibliography / v99bib-3.27.12.97.

33. Гунько Б.М. Пульсационный поток в процессах химической технологии / Б.М. Гунько; АН СССР // Тр. ИГИ .-М., 1961.- №16.-С.88-101.

34. Северянин B.C. Пульсирующее горение твердого топлива/ B.C. Северянин // Проблемы тепло- и массопереноса в процессах горения, используемых в энергетике; АН БССР, -Минск: 1980.- С. 47-57.

35. Накоряков В.Е. Влияние звуковых колебаний на процесс тепло- и массопереноса / В.Е. Накоряков, А.Н. Бурдуков // Тепло- и массоперенос. -M., 1968.-С.220-231.

36. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах / Б.Г. Новицкий // Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. -М.: Химия, 1983. 192с.

37. Хритов JI.M. Исследование процесса теплообмена при наличии поперечных акустических колебаний большой интенсивности / J1.M. Хритов: Тр. ЦИАМ. -М., 1972. -№530.

38. Фурлетов В.И. Колебания скорости тепловыделения при вибрационном горении / В.И. Фурлетов // Горение гетерогенных и газовых систем. -Черноголовка., 1986.-С.32-35.

39. Маркштейн Дж.Г. Теория распространения пламени / Дж.Г. Марк-штейн // Нестационарное распространение пламени. -М., 1968. -С.13-139.

40. Федотов A.B. Об использовании пульсирующего горения для контактного нагрева воды / A.B. Федотов // Известия вузов. Энергетика. -1991. -№ 10. -С.92-96.

41. Kudra Т. Special Drying Technigues and Novel Dryers / T. Kudra, A.S. Mujumbar // Handbook of Industrial Drying. 2nd ed. - N.Y., Dekker, 1995. -C.1087-1117.

42. Blomguist C.A. Operational and Heat-Transfer Results from an Experimental Pulse- Combustion Burner / C.A. Blomguist, J.M. Clinch, E.N. Chiu // II International Symposium on Pulsating Combustion: Application.- Atlanta, 1982.- V.l,-p 1-1.1-22.

43. Баранов A.A. Кинетика газодинамических и тепловых процессов в аппаратах пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном: Дис. канд. тех. наук: 05.17.08 / A.A. Баранов Защищена 15.12.2000; Утв. 16.03.2001; KT № 041093.- Тамбов, 2000. -134с.

44. Северянин B.C. Пульсирующее горение способ интенсификации теплотехнических процессов: Дис. док. техн. наук: 05.14.04 / B.C. Северянин - Защищена 05.06. 1987; Утв. 25.12.1987; ТН № 007346.- Саратов, 1987. -431с.

45. Теплообмен шара в поле колебаний большой амплитуды / Р.Г. Галиуллин, Л.В. Куранов, Е.И. Пермяков, Е.И. Ревва // ИФЖ. -1987. -Т.53,-№ 6. -С.1021-1022.

46. Кацнельсон Б.Д. Конвективный теплообмен от пульсирующего потока продуктов сгорания к трубам / Б.Д. Кацнельсон, И.Я. Мароне, А.Л. Та-ракановский // Пульсационное горение: Сб. науч. тр. -Челябинск, 1968.-С.25-31.

47. Патнэм A.A. Экспериментальное и теоретическое изучение колебаний при горении / A.A. Патнем // Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1968.-С254-347.

48. Галицейский Б.М. Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках / Б.М. Галицейский, Ю.А. Рыжов, Е.В. Якуш. -М.: Машиностроение, 1977. -256с.

49. Теплотехнический расчет и результаты испытаний паровых котлов на вибрационном горении / Т.И. Назаренко, Р.Г. Галиуллин, П.С. Рыбалкин, В.П. Стельманов //Промэнергетика.- 1983. -№ 10, -с.47-49.

50. Федоткин И.М. Обобщение опытных данных по теплоотдаче к пульсирующему потоку жидкости в горизонтальной трубе / И.М. Федоткин, A.C. Заец // Известия вузов. Энергетика.- 1968.- № 11.-С.72-76.

51. Агаджанян Г.Г. Конвективный теплообмен в трубах при пульсаци-онном движении газов / Г.Г. Агаджанян // АН СССР Сб. тр. Теория подобия и моделирование. -М., -1951.-С.277-284.

52. Тепло- и массообмен в звуковом поле / В.Е. Накоряков, А.П. Бурдуков, A.M. Болдырев, П.Н. Терлеев // Под ред. С.С. Кутателадзе.-Новосибирск, 1970.- 253с.

53. Alhadad A.A. Experimental and teoretical study of heat transfer in pulse-combustion heaters / A. A. Alhald, G. A. Coulman // II International Symposium on Pulsating Combustion: Applicat.-Atlanta, 1982.-Vol.1.-pp. 1-1. .1-22.

54. Галицейский Б.М Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках / М.Б. Галицейский, Ю.А. Рыжов, Е.В. Якуш М.: Машиностроение, 1977. - 256 с.

55. Северянин B.C. Пульсирующее горение высокофорсированный тепловой процесс / B.C. Северянин // Тр. Магнитогорского горнометаллургического института. - 1973.- № 3.- С. 93-104.

56. Северянин B.C. Конвективный теплообмен в устройствах пульсирующего горения /B.C. Северянин, М.И. Верба; Вышейшая школа // Научные и прикладные проблемы энергетики. Минск., -1980.- № 7.-С.59-62.

57. Форбес Р. Влияние вибрации на конвективную теплоотдачу в замкнутом объеме / Р. Форбес, Ц. Карли, Ц. Белл // Тр. Американского общества инженеров механиков. Теплопередача.-М.: Мир, 1970. -№ 3. С. 126-135.

58. Джексон Т.Б. Резонансное пульсирующее течение и конвективная теплоотдача / Т.Б. Джексон, K.P. Порди // Тр. Американского общества инженеров механиков. Теплопередача.-М.: Мир, 1984. -№4. -С.93-100.

59. Северянин B.C. Об эмиссии окислов азота при пульсирующем горении / B.C. Северянин, М.Г. Горбачева; Вышейшая школа // Научные и прикладные проблемы энергетики. Минск., -1982. -№ 9.-С.122-127.

60. Гунько Б. М. О влиянии вибрационного режима горения на характер сажеобразования при неполном горении метана с кислородом / Б.М. Гунько, Р.Х. Мудренко, Х.Х. Хабибуллин // Пульсационное горение: Сб. науч. тр.-Челябинск, 1968. С.51-58.

61. Велихин С. В. Сжигание топлива в вибрационном режиме горения/ С.В. Велихин // Известия вузов. Авиационная техника.- 1979.- № 3. С. 75-77.

62. Кацнельсон Б.Д. Сжигание топлива в пульсирующем потоке / Б.Д. Кацнельсон, Таракановский А.А.; Тр. ЦКТИ // Теория ипрактика пульсаци-онного норения.-Л., 1965.-Вып.64.- С.3-7.

63. Кацнельсон Б.Д. Экспериментальное изучение пульсирующего горения / Б.Д. Кацнельсон, Мароне И.Я., Таракановский А.А. // Теплоэнергетика.-1969.-№1.-С. 16-18.

64. Optimization and Neural Modeling of Pulse Combustors for Drying Applications/ Zbicinski I, Smucerowicz I, Strumillo C., Kasznia J. , Stawczyk J. , Murlikicvicv K. // Drying Technology: N. Y.,1999.- № 17(3).- pp. 609-633.

65. De-Benedicts C. Application of Pulse Combustion to Incineration of Liquid Hazardous Waste. EPA Project Summary. EPA/600/Sr-94/060, May 1994.-2p.

66. Sonotech Pulse Combustion System. EPA SITE Technology Capsule. EPA/540/R-95/502a, August 1995. 11 p.

67. Lockwood R.M. Resonant unsteady flow heat exchangers / R.M. Lockwood // II International Symposium on Pulsating Combustion. Applicat.-Atlanta, 1982. -Vol.1.-pp. 15-1. .15-15.

68. Belies F.E. Sound Characteristics of a family of pulse burners at yarious heat-release rates // F.E. Belies, Vishwanath P.S., Ives J.E. // II International

69. Symposium on Pulsating Combustion. Applicat.- Atlanta, 1982. -Vol.1.-pp. 21-1.21-14.

70. A.C. 1028949 SU, F 23 С 11 / 04. Способ работы устройства пульсирующего горения.

71. А.С. 1244428 SU, F 23 С 11 / 04, F 23 R7 / 00. Устройство пульсирующего горения.

72. А.с. 235893 SU, 24 Ь, 9; 24 1,7; F23 D; F23C Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

73. А.с. 237324 SU, 24 1,5; F 23 С. Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

74. А.с. 348821 SU, F 23 С 3/02. Камера пульсирующего горения.

75. А.с. 357416 SU, F 23 D 11/34 Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

76. А.с. 687313 SU, F 23 С 3/02. Устройство для пульсирующего сжигания топлива.

77. А.с. 826137 SU, F 23 D 11/04 Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

78. А.с. 909422 SU, F 23 С 11/04. Камера пульсирующего горения.

79. А.с. 1025963 SU, F 23 D 11/04. Устройство пульсирующего горения.

80. А.с. 794302 SU, F 23 R 7/00, F23 D 11/04. Устройство для создания пульсирующего потока продуктов сгорания.

81. А.с. 794303 SU, F 23 R 7/00, F23 D 11/04. Устройство пульсирующего горения.

82. А.с. 800485 SU, F 23 С 11/04. Устройство для сжигания кускового твердого топлива в пульсирующем потоке.

83. А.с. 802699 SU, F 23 С 11/04. Пульсирующая горелка.

84. А.с. 806990 SU, F 23 С 11/04. Камера пульсирующего горения.

85. А.с. 826138 SU, F 23 С 11/04. Устройство для создания пульсирующего потока продуктов сгорания.

86. A.c. 832251 SU, F 23 С 11/04. Камера пульсирующего горения.

87. A.c. 877227 SU, F 23 С 11/04. Камера пульсирующего горения.

88. A.c. 879146 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

89. A.c. 885706 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего сжигания газообразного топлива.

90. A.c. 890030 SU, F 23 R 7/00, F23 С 11/04. Камера пульсирующего горения с резонансной трубой.

91. A.c. 909417 SU, F 23 В 1/36, F23 С 11/04. Устройство для сжигания кускового твердого топлива в пульсирующем потоке.

92. A.c. 909421 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

93. A.c. 909423 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

94. A.c. 914871 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

95. A.c. 916891 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

96. SU, F 23 С 11/04. Устройство A.c. 922426 для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

97. A.c. 922427 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

98. A.c.932112 SU, F 23 R 7/00, F23 С 11/04. Устройство для пульсирующего горения.

99. A.c. 937880 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

100. A.c. 943479 SU, F 23 С 11/04. Устройство для создания пульсирующего потока прдуктов сгорания.

101. A.c. 951003 SU, F 23 С 11/04. Устройство для создания пульсирующего потока продуктов сгорания.

102. A.c. 954704 SU, F 23 С 11/04. Устройство для пульсирующего сжигания топлива.

103. A.c. 1008571 SU, F 23 С 11/04, F 23 Н 3/02, F 23 1/36. Устройство для сжигания кускового твердого топлива в пульсирующем потоке.

104. A.c. 1048240 SU, F 23 С 11/04.Камера сгорания.

105. A.c. 1067292 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

106. A.c. 1084533 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

107. A.c. 1110992 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

108. A.c. 1151764 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

109. A.c. 1153181 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

110. A.c. 1188451 SU, F 23 С 11/04. Способ сжигания низкосортной угольной пыли.

111. A.c. 1195134 SU, F 23 С 11/04. Камера пульсирующего горения.

112. A.c. 1200078 SU, F 23 Q 13/00, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

113. A.c. 1219871 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

114. A.c. 1244428 SU, F 23 R 7/00, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

115. A.c. 1291790 SU, F 23 С 11/04. Пульсатор.

116. A.c. 1213310 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

117. A.c. 1449768 SU, F 23 С 11/04. Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

118. A.c. 1455130 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

119. A.c. 1456702 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

120. A.c. 1460537 SU, F 23 С 11/04. Генератор пульсирующихпрдук-тов сгорания.

121. A.c. 1467317 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

122. A.c. 1490384 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

123. A.c. 1502901 SU, F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

124. Пат. 2030680 RU, С1 6 F 23 С 11/04. Камера пульсирующего горения.

125. Пат. 2040732 RU, С1 6 F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

126. Пат. 2062945 RU, С1 6 F 23 С 11/04. Устройство пульсирующего горения.

127. Пат. 4640674 USA, Int. CI. F 23 С 11/04. Pulse combustor.

128. Пат. 5015171 USA, Int. CI. F 23 С 11/04. Pulse combustor.

129. Пат. 1501887 USA, 5 F 23 С 11/04. Камера сгорания для пульсирующего сжигания.

130. Заявка 0046898 ЕПВ (EP), F 23 С 11/04.Способ и устройство для импульсного сжигания газообразного топлива в промышленных печах, в час-ности металлургических. (США)

131. Заявка 0066203 ЕПВ (EP), F 23 С 11/04 Имульсное сжигающее устройство. (Япония).

132. Северянин B.C. Технология пульсирующего горения / B.C. Северянин // Энергетика.-1995.-№ 5-6.- С.73-80.

133. Экспериментальное исследование пульсационной горелки для сжигания дизельного топлива / B.C. Северянин, В.Г. Смоленский, В.К. Каце-вич, JI.B. Качинов//Известия вузов. Энергетика.-1984. -№ 5. -С.105-108.

134. Исследование камеры пульсационного горения / П.В. Акулич, П.С. Куц, В.К. Самсонюк, В.С.Северянин, В.Д. Слижук // ИФЖ. -2000. -Т.73, -№ 3. -С.493-496.

135. Патнем A.A. Вибрационное горение с точки зрения практики / A.A. Патнем // Нестационарное распространение пламени. -М.:Мир, 1968.-С.379-415.

136. Иноземцев Н.В. Курс тепловых двигателей: Учебник для авиационных вузов / Н.В. Иноземцев. -3-е изд. -М.: Гос. Издат. Оборонной прмыш-ленности, 1954. —479с.

137. Zhuber-Okrod G. Uber die Vorgange Strahlrohren mit pulsirender Vrbrennug / G. Zuber-Okrod // Warmentchnick, -Dussejdorf.,VDJ.-1976.-Vol. 47. -S.113.

138. Patnem A.A. Comustion Noise: Problems and Potentials / A.A. Patnam, D.J. Brown // Combustion technology: Some Modern Developmens: Academic press.-New-York and London, 1974.-рр.127-162.

139. Патнэм A.A. Вибрационное горение с точки зрения практики / A.A. Патнем // Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1968.-С.379-415.

140. Lockwood R.M. Guidelines for Design of Pulse Combustion Devices, Particularly Valveless Pulse Combustors / R.M. Lockwood // II International Symposium on Pulsating Combustion. Applicat.- Atlanta, 1982. -Vol.1, pp. 141. 14-24.

141. Щелоков Я.М. Камеры вибрационного горения и их прмышлен-ное применение / Я.М. Щелоков // Промышленная энергетика.-1970. -№ 9.-С.15-17.

142. Щелоков Я.М. Использование устройств для пульсирующего сжигания топлива в черной металлургии / ЩелоковЯ.М., Винтовкин A.A. // Черная металлургия.-1985. -Вып. 11(991).-С.22-23.

143. Акустическая очистка поверхностей нагрева котлов-утилизаторов / B.C. Северянин, Н.И. Лысков, Н.И. Резвых, А.Д. Окулов, Ф.И. Рябцев, П.В. Солонухо //Промышленная энергетика.-1971.-№12.-С.27-27.

144. Улучшение способа очистки котлов от золовых отложений / B.C. Северянин, А.Н. Шилкин, В.Я. Лысков, A.A. Новицкас // Энергетика.-1973.-№12.-С.18-18.

145. Северянин B.C. Высокофорсированный парогенератор / B.C. Северянин, В.Я. Лысков, А.Н. Шилин // Промышленная энергетика.-1973.-№11.-С.27-29.

146. Северянин B.C. О термическом обезвреживании отходов устройствами пульсирующего горения / B.C. Северянин; АН ЭССР // Сжигание топлива с минимальными выбросами: сб. науч. тр.- Таллин, 1974.-С.113-116.

147. Северянин B.C. О нагревателях с пульсирующим горением / B.C. Северянин // Известия вузов. Энергетика.-1974.-№5. -С. 142-146.

148. Severyanin V.S. Applications of Pulsating Combustion in Industrial Installations / V.S. Severyanin // Proceedings. -V-th International Symposium on Combustion Processes.-Krakow, 1977.-pp.207-208.

149. О применении пульсирующего горения для сушки песка /B.C. Северянин, В.Г. Афонин, М.И. Верба, М.Г. Горбачева // Известия вузов. Эне-гетика.-1981.-№4.-С.112-114.

150. Северянин B.C. Водогрейный котел с пульсирующим горением / B.C. Северянин // Промышленная энегетика.-1983.-№11.-С.46-47.

151. Дерещук. У.М. Форсированный разогрев тугоплавких битумов с использованием пульсирующего горения / У.М. Дерещук, B.C. Северянин; ИТМО АН БССР // Процессы переноса в структуирующихся жидкостях.-Минск.,-1985.-С. 147-148.

152. A.c. 328318 SU, F 28 G 7/00. Устройство для акустической очистки поверхностей нагрева.

153. A.c. 360534 SU, F 28 G 1/16. Устройство для очистки поверхностей нагрева.

154. A.c. 421360 SU, В 02 С 13/26. Устройство для размола и подсушки материала.

155. A.c. 570758 SU, F 24 Р 3/00. Устройство для подогрева воздуха.

156. A.c. 578524 SU, F 23 G 7/04. Установка для обезвреживания отходов.

157. A.c. 580400 SU, F 22 В 31/00. Парогенератор.

158. A.c. 688763 SU, F 22 В 7/08; F 23 С 3/02. Парогенератор.

159. A.c. 759804 SU, F 24 Н 3/02. Воздухонагреватель.

160. Проблемы и перспективы в разработке экологически чистых способов сжигания топлива. / В.И. Быченок, A.A. Коптев, A.A. Баранов А. Н. Титов // Тезисы докладов областной научно-технической конф. «Экология-98»,Тамб. гос. техн. ун-т.-Тамбов, 1998. -С.69-72.

161. Быченок В.И. Перспективы и проблемы установок на основе пульсирующего горения / В.И. Быченок // Доклаы V науч. конф., Тамб. гос. техн. ун-т. -Тамбов, 2000, -С. 19-27

162. Федотов A.B. Использование аппаратов пульсирующего горения для контактного нагрева воды: Автореф. дис. на . канд. техн. наук: 05.14.04 / A.B. Федотов.- Минск., 1993. -15с.

163. Новосельцев В.Г. Разработка корректирующего водонагревателя со слоевым пульсирующим горением в системах теплоснабжения: Автореф. дис. на . канд. техн. наук: 05.14.04 / В.Г. Новосельцев. -Минск.,2003. -19с.

164. Кадышев Ю.В. Паровая передвижная установка ПНУЛ-1200/100 / Ю.В. Кадышев, Г.И. Бухаленко, А.П. Стрельников // Машины и нефтяное оборудование, 1976, №6.-С6-8.

165. Corliss J.M Status of a Gas-fired Aerovalved Pulse-combustion System for Steam raising / J.M. Corliss, A.A. Putnam, D.W. Locklin // II1.ternational Symposium on Pulsating Combustion. Applicat.- Atlanta, 1982. -Vol.1, pp.8-1.8-18.

166. Combustion technology: Some Modern Developments / Edited by H.B.Palmer, J.M. Beer. -Nev York and London, Academic press, 1974.-455p.

167. SITE Program Evaluation of the Sonotech Pulse Combustion Burner Technology / S. Venkatesh, W.E. Whitworth, J.C. Goldman, L.R. Waterland // Project Summary, EPA/600/SR-9/061. 1977.-9p.

168. Пат. 2096683 RU, 6 F 23 С 11/04. Теплогенератор на основе пульсирующего горения / Быченок В.И., Коптев А.А. (Тамбовский государственный технический университет). -№ 95103445/06; Заявл. 10.03.1995 // Изобретения. -1997.-№3 2(11 ч.).-С.320.

169. Review of Rijke tubes, Rijke burners and related devices / R.L. Raum, M.W.Becktead, J.C. Finlinson, K.P. Brooks // Progress in Energi and Combustion Scince, 1993.-Vol. 19.-№4.-pp.313-346.

170. Dubey R.K. An exploratory Study of a Rijke-type Pulse Combustor operating with gaseous and liquid fuels / R.K. Dudey, M.Q. McQuary // A workshop on pulsating combustion and its applications; VIC Mornington, Australia, 1995.-19p.

171. Беккер P. Теория теплоты / Беккер P., -M.: Энергия, 1974.- 504с.

172. Ржевкин С.Н. Лекции по теории звука / С.Н. Ржевкин. М.: МГУ, 1969.-335с.

173. Генаи Г. Распространение пламени в трубах и закрытых сосудах / Г.Генаи // Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1986. -С. 140-231.

174. Патнем А.А.Общие замечания по автономным колебаниям при горении / А.А. Патнем // Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1986. -С.232-250.

175. Патнем А.А Экспериментальное и теоретическое изучение колебаний при горении / А.А. Патнем // Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1986. -С.254-373.

176. Газодинамические процессы в камере пульсационного горения для сушки материала / П.В. Акулич, П.С. Куц, Е.Ф. Ноготов, Ч. Струмило // ИФЖ. -1998. -Т.71, -№ 1. -С.75-80.

177. Акулич П.В. Нестационарные волновые течения газовзвеси с учетом фазовых превращений / П.В. Акулич, П.С. Куц, Е.Ф. Ноготов // ИФЖ. -2000. -Т.73, -№ 3. -С.487-492.

178. Chaos in thermal pulse combustion / C.S. Daw, J.F.Thomas, G.A. Richards, L.L. Harayanaswami // CHAOS: American Institute of Physics, 1995.-Vol.5.-№4.-pp. 662-670. .

179. Multidimensional Numerical Simulation of Pulse Combustor / D.L. Marcus, R.B. Pember, J.B. Bell, V.T. Beckner, D. Simkins, M. Welcome // AIAA 94-2351, 25th Aannual AIAA Fluid Dynamics Conference: AIAA 9423 51.-Colorado Springs, 1994.-10 p.

180. Marcus D.L. Effect in Pulse Combustors / D.L. Marcus, R.B. Pember, J.B. Bell. // 33rd AIAA Aerospace Sciences Meeting: AIAA 95-0875.-Reno, 1995.-8p.

181. Bortoluzzi D. Fluid Dynamic Study of Intake Manifolds of Internal / D. Bortoluzzi // Combustion Engines in Presence of Acoustic Resonators: Motors.-Palermo, 1999. -№ 2. 5p.

182. Keller J.O. Fundamentals of Enhanced Scalar Transport in Strongly Oscillating and/or Resonant Flow as Created by Pulse Combustion / J.O. Keller, R.S. Gemmen, R.W. Ozer // Part A, Elsevier S.P; 1992, pp. 161-180.

183. Кацнельсон Б.Д. Влияние избытка воздуха на амплитуду давления при вибрационном горении / Б.Д. Кацнельсон, И .Я. Мароне, А.А.Таракановский // Теория и практика пульсационного горения: Туды ЦКТИ, -Л.: 1965.-Вып.64.-С.51-54.

184. Исаев Н.А. О явлении неустойчивости стабилизации ламинарного диффузионного пламени / Н.А. Исаев // Горение гетерогенных и газовых систем: -Черноголовка, 1986. -С.23-24.

185. Северянин B.C. О фазовых соотношениях при пульсирующем горении / B.C. Северянин // Известия вузов. Энергетика.- 1981.-№ 10.- С. 110112.

186. Dynamic and Thermal Characteristics of Pulse Combustion Gas-fired Water Heater / B.Dhar, H.K.J. Huan, J.H. Lec, W. Soedel, R.J. Schoenchals // II International Symposium of Pulse-combustion: Application.- Atlanta, 1982.-VI. -pp.4-1. 4-28.

187. Experimental Evaluation of a Pulse-Comdustion Computer Simulation / G.A. Coulman, P. Vishwanath, A. Alhaddad, P.N. Bartram // .II International Symposium of Pulse-combustion: Application.- Atlanta, 1982.-VI.-pp.6-l.6-15.

188. Kentfild J.A.C. Valveless pulse combustors with multipleinlets / J. A. C. Kentfild // II International Symposium on Pulsating Combustion: Applicat.-Atlanta, 1982. -Vol.1, pp.2-1.2-13.

189. Вудворд Э.И. Исследование идеализированных камер сгорания на основе теории подобия / Э. И. Вудворт // Вопросы горения. М.: Металлургия, 1963.-С. 358-369.

190. Barr Р.К. A One-Dimensional Model of a Pulse Combustor / P.K. Barr, Н.А. Dwyer,T.T. Bramlette // Comb. Sci. And Tech., 1994.-Vol.58. pp. 315-336.

191. Волков Е. Б. Жидкостные ракетные двигатели / Е.Б. Волков, Л.Г. Головков, Т.А. Сырицын .-М.: Вениздат,1970. -592с.

192. Алемасов В.Е. Теория ракетных двигателей: Учеб. пособие / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин.- 2-е изд.,перераб.-М.: Машиностроение, 1969.-547с.

193. Махин В.А Динамика жидкостных ракетных двигателей / В.А. Махин, В.Ф. Присняков, Н.П. Белик. М.: Машиностроение, 1969. - 834 с.

194. Галлиулин Р.Г. О вихреобразовании, как возможной причине вибрационного горения / Р.Г. Галиуллин, К.В. Канеев, В.Н. Подымов // Пульсационное горение: сб. науч. тр. -Челябинск, 1968. -С.125-128.

195. Коптев A.A. Движение жидкости в центробежном поле между вращающимся и неподвижным дисками / A.A. Коптев, В.И. Быченок, Т.В. Пасько // Вестник ТГТУ.- Тамбов, 2000. -№ 2.-С.235-242.

196. Бабаков И.М. Теория колебаний: Учеб. пособие для студентов втузов / И.М. Бабаков.-М.: Наука, 1968. -559с.

197. Быченок В.И. Механизм обратной связи в камере пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном / В.И Быченок // Тезисы докладов 5-й научно технической конференции Тамб.гос. техн. ун-та.- Тамбов, 2000.-с51.

198. Баранов A.A. Механизм взаимодействия процесса горения с газодинамикой камер пульсирующего горения / A.A. Баранов, В.И. Быченок // Тезисы докладов 6-й научно технической конференции Тамб.гос. техн. унта.- Тамбов, 2001.-c.209.

199. Седов Л.И. Механика сплошной среды: Учебник для студентов университетов и втузов / Л.И. Седов. 3-е изд, перераб. - М.: Наука, 1976.-Т.1.-535с.

200. Седов Л.И. Механика сплошной среды: Учебник для студентов университетов и втузов / Л.И. Седов. 3-е изд, перераб. - М.: Наука, 1976.-Т.2.-573с.

201. Быченок В.И. Применение разрывных решений к задачам газодинамики в аппаратах пульсирующего горения / В.И.Быченок, A.A. Баранов; Труды Тамб. гос. техн. ун-та. -Тамбов, 2002,-Вып. 11.-С.69-72.

202. Виноградов Б.С. Прикладная газовая динамика: Учеб. пособие для студентов втузов / Б.С. Виноградов М.:1965.- 348с.

203. Акопян A.A. Химическая термодинамика: Учеб. пособие / A.A. Акопян М.: Высшая школа, 1963.- 527с.

204. Кричевский И.Р. Понятия и основы термодинамики / И.Р. Кри-чевский. 2-е изд., пересмотренное и дополненное. - М.: Химия, 1970. —439с.

205. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика: Учеб. пособие / М.Х. Карапетьянц. -3-е изд., перераб. и дополненное. М.: Химия, 1975. -583с.

206. Термодинамические свойства индивидуальных веществ / Л.В.Гурвич, Г.А.Хачкурузов, И.В.Вейц, В.А.Медведева// Под ред. В.П. Глушко. М.: АН СССР, 1962.-Т.2.-916с.

207. Дрегалин А. Ф. Диссоциирующие газы как теплоносители и рабочие тела энергетических установок / А.Ф. Дрегалин, В.И. Быченок // Всесоюзный симпозиум: сб. науч. стат.- Минск: Наука и техника, 1969.-С.25-34.

208. Алемасов В. Е. Термодинамические свойства кислородо-керосинового топлива. / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, В.И. Быченок // Труды КАИ.-Казань, 1969.- Вып. 110. -С.5-7.

209. Влияние погрешностей в потенциальных параметрах на определяемый расчетом равновесный состав и свойства смесей реальных газов /

210. B.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, В.И. Быченок, В.М. Тринос // 3-е Всесоюзное совещание по тепло- и массопереносу / Под. ред. A.B. Лыкова и Б.М. Смоль-ского: сб. науч. тр. -Минск , 1968.- Т. 7. -С.3-11.

211. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник: В 5-ти томах / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Ти-шин, В.А. Худяков // Под. ред. В.П. Глушко; АН СССР. -М.: ВИНИТИ, 1971.-Т.1.-266 с.

212. Путилов К.А. Термодинамика / К.А. Путлов // Под ред. Х.М. Ка-рапетьянц. -М.: Наука, 1971. -375с.

213. Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике / Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс // Кинетика, теплота, звук: -М.: МИР, 1967.-Т.4.-261с.

214. Алемасов В. Е. Экстраполяция и интерполяция термодинамических характеристик и параметров ракетных двигателей / В.Е. Алемасов, В.И. Быченок, А.Ф. Дрегалин // Труды КАИ.-Казань, 1965.-Вып. 88.-С.З-9.

215. Экстраполяция и интерполяция термодинамических свойств. // Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания / Под. ред В.П. Глушко; Справочник АНСССР М.: ВИНИТИ, 1971. - T.I. - Гл. XI.1. C. 91-96.

216. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин, В.А. Худяков, В.Н. Костин // Под. ред. В.П. Глушко; Справочник АН ССС. -М.: ВИНИТИ, 1972.-T.II. §3,4.-С.33-35.

217. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин, В.А. Худяков, В.Н. Костин // Под. ред. В.П. Глушко; Справочник АН ССС. -М.: ВИНИТИ, 1973.-T.IV. §3,3.-С.24-25.

218. Быченок В. И. Частные производные термодинамических функций продуктов сгорания по химическому составу топлива и использование их для экстраполяции / В.И. Быченок, P.A. Мухамедзянов // Труды КАИ.-Казань, 1973 .-Вып 153.-С.54-59.

219. Быченок В. И. Экстраполяция равновесного свойства продуктов сгорания / В.И. Быченок // ФГВ.- Новосибирск, 1979.-Т.15.-№2.-С.168-170.

220. Быченок В. И. Развитие метода потенциалов для открытых термодинамических систем /В.И. Быченок; Тамб. ин-т. хим. машиностоения. Тамбов, 1985. -11с. -Деп. в ВИНИТИ Черкассы: ОНИИ ТЕХИМ № 159 ХП -Д85- 1985.

221. Быченок В. И. Применение методов термодинамики для анализа динамических процессов в камерах пульсирующего горения / В.И.Быченок // Вестник ТГТУ.-1998. -Т 4.-№ 4.-С.495-503.

222. Быченок В. И. Термодинамический анализ акустических и энтропийных волн в камерах пульсирующего горения. / В.И. Быченок, В. С. Северянин // Известия вузов. Энергетика. -1991.-№ 10. -С.52-56

223. Кацнельсон Б.В. Исследование состояния жидкого топлива в пульсирующем потоке / Б.В. Кацнельсон, A.A. Таракановский // Высокофорсированные огневые процессы. -M-JL: Энергия, 1967. -295с.

224. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара / Я.Г. Пановко. -Л.: Политехника, 1990. -235с.

225. Северянин B.C. Оценка амплитуды давления при пульсирующем горении / B.C. Северянин, В.М. Яскевич // Известия вузов. Энергетика. -1983,-№ 2. -С.25-29.

226. Козырев В.Т. Регулярные автоколебания аэротермоакустической системы дозвуковых газотурбомашин (АКАТАС ГТМ) / В.Т. Козырев // Известия вузов. Машиностроение. 1991,- № 4-6. -С.62-70.

227. Быченок В. И. Исследование рабочего процесса в камерах пульсирующего горения / В.И. Быченок, Н.П. Жуков, К.В. Лысенко // Областная научно-техническая конференция: тезисы докладов. -Тамбов, 1989. -С. 17.

228. Быченок В. И. Термодинамический анализ свободных колебаний в устройствах для сжигания топлива / В.И. Быченок; Тамб. ин-т хим. машиностроения. -Тамбов, 1990.-19с. Деп. в ЦНИИ ТЭИТЯЖМАШ 1990, № 667 - ТМ 90-1991.-№1(231). -С.77.

229. Быченок В. И. Определение термодинамических потенциалов методом Лагранжа / В.И. Быченок В. И // III-я научная конференция ТГТУ: краткие тезисы докладов Тамбов., 1996. -С.59.

230. К определению частотно-импульсных характеристик камер пульсирующего горения / A.A. Баранов, А.Н. Титов, В.И. Быченок, A.A. Коптев // Труды молодых ученых и студентов ТГТУ: сб. науч.тр. -Тамбов, 1998. -С.26-28.

231. Баранов A.A. Расчет собственных частот колебаний среды в сложных трубопроводах на примере камеры пульсирующего горения / A.A. Баранов, В.И. Быченок // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2000. -№ 6. -С.79-83.

232. Гуляев В.И. Прикладные задачи теории линейных колебаний механических систем / В.И. Гуляев, В.А. Баженов, C.J1. Попов. -М.: Высшая школа, 1989. -383с.

233. Измерение электрических и неэлектрических величин / Под ред. H.H. Евтихеева. -М.: Энергоиздат, 1990. -535с.

234. Быченок В.И. Теплотехническое сопровождение технологических процессов с использованием пульсирующего горения / В.И. Быченок,

235. A.A. Коптев, A.A., Баранов // Теплофизические измерения в начале XXI века: IV международная теплофизическая школа ТГТУ. -Тамбов, 2001, -4.1. -С.77-78.

236. Быченок В.И. Определение частотно-импульсных характеристик камер пульсирующего горения с помощью динамического стенда / Теплофизические измерения в начале XXI века: IV международная теплофизическая школа ТГТУ. -Тамбов, 2001.-Ч.И. -С.38-39.

237. Баранов A.A. Экспериментальное определение параметров газа в аэродинамическом клапане камер пульсирующего горения / A.A. Баранов,

238. B.И. Быченок // V научно-техническая конференция ТГТУ: краткие тезисы докладов -Тамбов, 2000. -С.48.

239. Исследование амплитудно-частотных характеристик камер пульсирующего горения / В.И. Быченок, Н.П. Жуков, В.А. Русин // III-я научная конференция ТГТУ: краткие тезисы докладов -Тамбов., 1996. -С. 59.

240. Баранов A.A. Об особенностях пульсирующего течения газа в аэродинамическом клапане камеры пульсирующего горения / A.A. Баранов, В.И. Быченок // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2001. -Вып. 8. -С.46-50.

241. Некоторые результаты исследования камеры пульсирующего горения на жидком топливе / В.И. Быченок, Н.П. Жуков, И.А. С.Н. Кузьмин, К.В. Лысенко, И.А. Черепенников, В.А. Русин // Известия вузов. Энергетика. -1993. -№ 5, 6.-С.95-98.

242. Лысков В.Я. Разработка конструкций устройств акустической очистки / В.Я. Лысков, B.C. Северянин, А.Н. Шилин // 5-я научно-техническая конференция НТОЭ и ЭП: краткие тезисы докладов -Челябинск, 1972.-С42-43.

243. К расчету критических параметров нефтепродуктов / Н.П. Жуков, В.И. Быченок, И.А. Черепенников, С.Н. Кузьмин //Химия и технология топ-лив и масел, 1993. -№4. -С.29-32.

244. Исследование влияния качества распыла топлива на устойчивость рабочего цикла и частотно-импульсные характеристики камер пульсирующего горения / A.B. Матвеев, И.В. Лаврин, Ф.А. Чеканов, В.И. Быченок // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2001. -Вып. 8.-С.81-84.

245. Приближенный учет температурной зависимости вязкости жидкости / Н.П. Жуков, В.И. Быченок, И.А. Черепенников, С.Н. Кузьмин, Б.В. Панков; Тамбовский ин-т хим. машиностроения. -Тамбов, 1989. -12с. -Деп. в ОНИИ ТЭХИМ, Черкассы 15.02.1989, №212-ХП89 -1989.

246. Быченок В. И. Метод расчета геометрических размеров устройств пульсирующего горения на заданную тепловую мощность / В.И. Быченок, A.A. Коптев, А. А. Баранов // Вестник ТГТУ,-1998.- Т 4.- № 1. -С.59-63.

247. Пат. 2096644 RU, С 1 6 F 02 К 7/10. Комбинированный прямоточный воздушно-ракетный двигатель / Быченок В.И. (Тамбовский государственный технический университет). -№95108829/06; Заявл. 30.05.1995 // Изобретения.-1997.-№32(П ч.).-С.311.

248. Челомей В.Н. Избранные труды / В.Н. Челомей М.: Машиностроение, 1989.-334с.