автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Эффективность подготовительных процессов сжигания водотопливных смесей в топках малого объёма

На правах рукописи

КУЛАГИНА Татьяна Анатольевна

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ СЖИГАНИЯ ВОДОТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ В ТОПКАХ МАЛОГО ОБЪЕМА

- 1 окт

05.14.04 - промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Омск 2009

003478764

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный университет инженерной экологии» и ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Трошкин Олег Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Удмуртской Республики Никулин Валерий Александрович

доктор технических наук, профессор Никифоров Александр Георгиевич

доктор технических наук, профессор Ненишев Анатолий Степанович

Ведущая организация:

ОАО «НПП «Экотехника» (г. Новокузнецк)

Защита состоится 23 октября 2009 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.178.02 при Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11, корп. 6, ауд. 340. Тел/факс: (8-3812) 65-64-92, E-mail: dissov omgtu@omgtu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим направлять по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11, диссертационный совет Д 212.178.02.

Автореферат разослан » сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А. П. Болштянский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки технических и технологических решений, обеспечивающих высокоэффективное и экологически безопасное сжигание топлива в виде водотопливных смесей в теплотехнологических установках. В значительной степени эффективность сжигания зависит от качества и физических свойств топливной смеси, которые в существенной мере определяются процессом топливоподготовки.

Обеспечение принципа энергоэффективности является одним из важнейших условий функционирования и дальнейшего развития современной промышленности. Начало научных основ энергосбережения положили работы Р. Б. Ахмедова, В. И. Доброхотова, А. Д. Ключникова, А. А. Макарова, JL А. Мелентьева, С. И. Коновальцева и др. Проведенный анализ научных и технических публикаций позволяет заключить, что наиболее важной проблемой является развитие интенсивного энергоресурсосбережения, поскольку потенциал экстенсивных методов в значительной мере исчерпан.

Практически существуют два альтернативных пути ресурсной и, что не менее важно, экологической эффективности жизнедеятельности:

реконструкция существующих технологических процессов на принципах построения малоотходных производств и безотходных комплексов;

интенсификация производства полезного продукта при одновременном снижении потребления энергетических и материальных ресурсов в результате использования новых наукоемких технологий.

Использование органического топлива является основным источником энергии различных теплотехнологических процессов. В работах Г. Н. Делягина, Н. В. Лаврова, В. И. Мурко, Э. И. Розенфельда, JI. М. Цирульникова и др. отмечается, что качество сжигания мазутов и водомазутных эмульсий существенно зависит от дисперсионных характеристик топлива. Серьезным препятствием на пути широкого применения водомазутной эмульсии (ВМЭ) или водоуголь-ной суспензии (ВУС) является сложность управления реологическими и другими физико-химическими параметрами на этапах их производства, транспортировки и сжигания. Интенсификация процессов получения водотопливных смесей (ВТС) возможна с использованием эффектов кавитации, позволяющих оптимизировать качество ВТС и более точно обеспечивать режимы сжигания с целью увеличения полноты сгорания топлива и подавления образования вредных веществ в технологических выбросах непосредственно в источнике их образования.

Таким образом, решение задач совершенствования теплофизических и гидродинамических процессов при сжигании топлива, топливоподготовки с использованием двухфазных топливно-водных эмульсий (суспензий), улучшения технологических режимов работы топочных устройств с учетом выбросов вредных веществ актуально и имеет большое научное и практическое значение.

Проблемы организации эффективного сжигания топлив и топливоподго-товки на базе критической кавитационной технологии, очистки выбросов, совершенствование методов оценки предотвращенного ущерба определяют комплексный характер исследований данной работы.

Работа выполнена по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники РФ Пр-577 «Энергосберегающие технологии», критические технологии «Производство электроэнергии и тепла на органическом топливе»,«Системы жизнеобеспечения и защиты человека», «Энергосбережение», а также в рамках научных исследований по Всероссийской программе «Энергосбережение Минобразования РФ» (2003-2005), Международному проекту ТАС18 по энергосбережению (1998-2000) и Программе Красноярского краевого экологического фонда (1999-2001).

Объект исследования - топочные устройства малого объема на примере топочного оборудования сушильных барабанов асфальтобетонных заводов (АБЗ).

Предмет исследования - технологические процессы подготовки водото-пливных смесей, получаемых на базе эффектов кавитации.

Цель диссертационной работы состоит в разработке теоретических основ и технических решений по повышению эффективности подготовительных процессов сжигания водотопливных смесей в топочных устройствах теплотех-нологических систем на основе существенного дополнения и научного обобщения результатов исследований в области кавитационной технологии с учетом снижения вредных выбросов в атмосферу.

Задачи исследований:

1. Установить факторы, определяющие эффективное распыливание и сжигание ВМЭ и ВУС в топках малого объема, обосновать использование эффектов кавитации в качестве способа получения стабильных водотопливных смесей;

2. Провести анализ влияния теплофизических и физико-химических механизмов кавитационной обработки на технологические процессы топливопод-готовки. Сформулировать модели кавитационного воздействия, механотермо-лиза и образования эмульсий, суспензий, а также смесей многокомпонентных сред с учетом реологических свойств взаимодействующих веществ;

3. Экспериментально определить свойства обрабатываемых сред в зависимости от параметров и режимов работы оборудования и средств их реализации при отработке технологических процессов получения воды с модифицированными физико-химическими особенностями и водотопливных эмульсий;

4. Выявить параметры получаемых водотопливных эмульсий и суспензий (дисперсность, водосодержание, размер твердой фазы) и оценить их влияние на качество сжигания в теплотехнологических установках;

5. Разработать методы расчета и создать конструкции технологических аппаратов энергоэффективной обработки многокомпонентных сред для получения ВТС;

6. Разработать методики оценки предотвращенного экологического ущерба при реконструкции существующих производств и проведении природоохранных мероприятий.

Методика исследования. Для решения поставленных задач использованы аналитические и численные методы решений математических моделей. Разработаны и изготовлены экспериментальные стенды, проведены натурные и модельные физические исследования.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту:

1. Установлен теплофизический механизм сжигания ВТС, основанный на вторичном дроблении капель топлива в реакционном объеме; выявлена закономерность влияния размеров капель водотопливных эмульсий (суспензий) на процессы тепломассообмена, полноту сгорания топлива и выход вредных веществ в технологических выбросах теплотехнологических установок.

2. Разработаны феноменологические модели кавитирующей жидкости и механотермолиза воды, заключающиеся во взаимодействии полей высоких температур и давлений, образующихся при схлопывании кавитационных микропузырьков.

3. С помощью физического и математического моделирования обоснованы и реализованы энергоресурсосберегающие технологические режимы получения ВМЭ и ВУС. Впервые получены экспериментальные зависимости влияния параметров технологических процессов топливоподготовки (температуры, скорости, давления, времени обработки, числа кавитации, дисперсности, концентрации, водосодержания, тепломассообмена) на структурные и физико-химические свойства воды и водотопливных эмульсий: выявлена интенсивность кавитационного воздействия при числах кавитации % 0,2, что соответствует оптимальным размерам кавитационных пузырьков с точки зрения их эрозионной активности.

4. Предложены и реализованы методики расчета двухфазного суперкави-тационного обтекания лопастных и неподвижных кавитаторов газожидкостным пузырьковым потоком с учетом сжимаемости, позволяющие на стадии проектирования определять рациональные режимы работы и конструктивные размеры технологических аппаратов для обработки ВТС и других многокомпонентных сред в различных отраслях производства.

5. Разработана методика оценки предотвращенного экономического ущерба при проведении природоохранных мероприятий, учитывающая различные технологические и конструктивные особенности пылеочистных систем; найден критерий оценки экоэффективности при сопоставлении установок различных конструкций.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что выполненные исследования позволили научно обосновать технические решения, внедрение которых не только способствует повышению эффективности и экологической безопасности сжигания ВМЭ и ВУС в топочных устройствах теплотехнологических установок, но и имеет важное значение при решении

проблем энергоресурсосбережения в других технологических процессах, где требуется получение гомогенных гетерофазных смесей.

Внедрение результатов работы проведено Хакасавтодором (Красноярский край, Хакасия) в рамках выполненной в 1989-92 гг. х/д НИР «Охрана атмосферы и предложения по предельно допустимым и временно согласованным выбросам для предприятий Хакасавтодора», а также разработанные технологические системы топливоподготовки и пылеочистки внедрены в разные годы на следующих предприятиях:

Копьевское ДРСУ Хакасавтодора (1992 г.; фактический экономический эффект составил 450 тыс. руб.);

Березовское ДРСУ Краеноярскавтодора (1995 г.; фактический экономический эффект составил 1500 тыс. руб.);

ОАО «ДПМК Красноярская» (1999 г.; фактический экономический эффект составил 2500 тыс. руб. в текущих ценах).

Технология и оборудование топливоподготовки (ВМЭ и ВУС) используются в технологических процессах отопительных котельных ООО «Красноярский жилищно-коммунальный комплекс» (2007).

Социальный эффект от использования разработок заключается в снижении воздействия на природную среду, улучшении условий труда.

Основные результаты работы и практические рекомендации приняты к внедрению Решением НПК «Достижения науки и техники - развитию города Красноярска» (1997), Решением Всероссийской НПК с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (1999) и включены в программу «Энергосбережение в Красноярске на 2000-2005 гг.».

Производство малых серий различных кавитационных аппаратов освоено в «ОНО Красноярский опытный завод ГОСНИТИ Россельхозакадемии» (с 1998 г.).

Основные положения и рекомендации диссертационной работы были учтены при разработке Концепции энергосберегающей политики в Красноярском крае (утверждена постановлением администрации Красноярского края от 18.10.99 № 664-п).

Научные результаты исследований использованы в учебном процессе (1996-2006) при разработке курсов лекций и создании учебных пособий (с грифом Минобразования РФ) в Политехническом институте СФУ и Институте архитектуры и строительства Сибирского федерального университета, а также в научно-исследовательской деятельности теплоэнергетического факультета ПИ СФУ.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается комплексным характером исследования, обоснованными расчетными схемами и математическими моделями двухфазных суперкавитационных течений, базирующихся на фундаментальных законах физики, гидрогазодинамики, теплофизики, и подтверждается метрологическими характеристиками использованного оборудования и приборов, удовлетворительным совпадением результатов расчета с экспериментальными данными. Выводы достаточно хорошо коррелиру-

ют с результатами, полученными другими исследователями, и не противоречат физическим закономерностям в смежных областях знаний.

Апробация работы. Основные положения работы, результаты теоретических, вычислительных и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на III и IV Всесоюзной школе-семинаре «Гидродинамика больших скоростей» (Красноярск, 1987; Чебоксары, 1989), Донских экологических чтениях (Ростов-на-Дону, 1988), Всесоюзной НТК «Проблемы экологии и ресурсосбережения. Экоресурс-1» (Черновцы, 1990), XIII Всесоюзном семинаре по электрофизике горения (Чебоксары, 1990), I и III Международном симпозиуме «Физические проблемы экологии природопользования и ресурсосбережения» (Ижевск, 1992; 1997), Республиканской НТК «Актуальные проблемы механизации дорожного строительства» (С.-Петербург, 1992), НПК «Достижения науки и техники - развитию города Красноярска» (Красноярск, 1997), Всероссийской НТК «Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения» (Красноярск, 1998-2000; 2004-2006), I, II и III Всероссийской НПК с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 1999-2001), НПК «Проблемы отходов производства и потребления». Пути их решения в Красноярске» (Красноярск, 1999), I и II Международных НПК «Ресурсосбережение и экологическая безопасность» (Смоленск, 1998, 1999), Всероссийской НПК «Проблемы использования канско-ачинских углей на электростанциях» (Красноярск, 2000), I и II Всероссийской НПК «Проблемы экологии и развития городов» (Красноярск, 2000; 2001), I—VII Всероссийской НПК по проблемам энергоресурсосбережения (Красноярск, 2000-2006), Научно-практическом семинаре «Разработка механизмов взаимодействия различных субъектов городского сообщества для обеспечения экологической безопасности городской среды» (Красноярск, 2001), II Международной летней школе-семинаре «Гидродинамика больших скоростей» (Чебоксары, 2004), 4-м Международном конгрессе по управлению отходами «ВэйстТэк-2005» (Москва, 2005), International SYM-КОМ1 05 (Poland, Lodz, 2005), Национальной конференции по энергетике НКТЭ-2006 (Казань, 2006), IX Международной летней научной школе «Гидродинамика больших скоростей и численное моделирование» (Кемерово, 2006).

Отдельные результаты работы экспонировались на Международной выставке в Польше (Лодзь, 2005), на Всероссийской выставке с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 1999-2001) и выставке «Достижения науки и техники - развитию города Красноярска» (Красноярск, 2000; 2002-2006).

Личный вклад автора. Автору принадлежат постановка проблемы и задач исследований, разработка, обоснование и формулировка всех положений, определяющих научную новизну и практическую значимость, постановка экспериментов, анализ и обобщение результатов, формулировка выводов и рекомендаций для принятия решений. В совместных публикациях автору принадлежит до 80-90 % результатов исследований.

Автор выражает признательность докт. техн. наук, профессору

В. М. Ивченко|, инициировавшему развитие данного научного направления;

академику АН УССР Г. В. Логвиновичу; докт. техн. наук, профессору О. А. Трошкину; докт. физ.-мат. наук, профессорам В. М. Журавлеву

и В. С. Славину за поддержку исследований; докт. техн. наук, профессору В. А. Кулагину, совместные исследования с которым способствовали формированию изложенных в диссертации положений.

По теме диссертации опубликовано 75 печатных работ, из которых две монографии, два научных справочных издания, четыре учебных пособия, 11 статей в периодических изданиях из перечня ВАК, 28 - в других изданиях, 24 работы в трудах всесоюзных, всероссийских и международных научно-технических конференций, три авторских свидетельства на изобретения (СССР).

Объем и структура работы. Материалы диссертации изложены на 340 страницах основного текста, включающего 128 рисунков и 30 таблиц. Работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 384 наименований и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность проблемы, поставлена цель и определены задачи исследования. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Первый раздел посвящен анализу объектов исследования и современного состояния проблемы. Представлен аналитический обзор литературы по топ-ливоподготовке, гидродинамическим, молекулярным и тепловым взаимодействиям при сжигании обводненных топочных мазутов, водомазутных эмульсий и водоугольных суспензий. К основным работам в этой области относятся исследования Г. Г. Бруера, А. И. Гапоненко, Г. Н. Делягина, А. И. Зимина, В. И. Кормилицына, В. А. Кулагина, Н. В. Лаврова, В. И. Мурко, Э. И. Розен-фельда, В. П. Ружицкого, Л. М. Цирульникова. Рассмотрены проблемы, связанные с технологией и оборудованием асфальтосмесительных установок (В. Я. Манохин, В. А. Тимофеев, Н. С. Торочешников и др.). Проанализированы методы оценки ущерба от загрязнения атмосферы вредными выбросами (О. А. Трошкин, Л. Д. Гительман и др.).

От АБЗ отходят в атмосферу оксиды серы, углерода, азота, пятиокись ванадия, фенол, формальдегид, высокомолекулярные углеводороды, в том числе бенз(а)пирен. При использовании отходов в технологическом процессе приготовления асфальтобетона в выбросах АБЗ могут быть стирол, толуол, хлор и другие компоненты. Некоторые из них являются высокотоксичными и обладают канцерогенным и кумулятивным действием.

Качество и количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ существенным образом зависят от организации топочных процессов в смесителе АБЗ. Установлены высокая неравномерность температурного поля в топках

сушильного барабана и значительный недожог топлива. Экспериментально определенная эффективность топок в холодный период года составляет 60-65 %. Выявлены минимальные значения эффективности сжигания и высокая неравномерность температурных полей для мазутно-воздушных топок.

Для мазутов, применяемых на АБЗ, характерны высокие вязкость, температура застывания и содержание серы, что влияет на выход БС^. При снижении температуры мазутов до температуры застывания они теряют свою текучесть и приобретают особые вязкие свойства, препятствующие их сливанию, транспортированию по трубам и распыливанию в форсунках. Во избежание образования нежелательных отложений в трубках и арматуре и полной их закупорки необходимо поддерживать постоянную температуру мазута, обеспечивающую его текучесть. По правилам техники безопасности максимально допускаемая температура подогрева мазута в открытых емкостях должна быть не выше 95 °С. В закрытых емкостях под давлением, в трубопроводах и змеевиках температура подогрева мазута может быть выше. В условиях АБЗ подогрев мазута в емкостях осуществляется до температуры 75-80 °С.

Анализ дисперсности капель мазута показывает значительную долю капель крупного размера, у которых длина зоны испарения и выгорания значительно больше длины топки, что наряду с неравномерностью коэффициента избытка воздуха, является причиной низкой эффективности тепловыделения топок АБЗ. При снижении теплонапряженности топки отмечается низкотемпературная эмиссия сажи, которая сопровождается выходом бенз(а)пирена. Изучение этой проблемы показало, что для разложения молекул бенз(а)пирена необходима температура не менее 1100 °С и время выдержки при этой температуре около 10 с, что также требует хорошо организованного режима сжигания топлива.

Время преобразования жидких компонентов в продукты сгорания определяется в основном временем нагрева и испарения капель топлива, а также временем смешения и сгорания оставшейся части топлива. Размер капель горючего влияет на необходимую для полного сгорания длину топки. Её приведенная длина (отношение длины топки к диаметру) зависит от максимального размера капель горючего.

Важной особенностью горения распыленного жидкого топлива является также разница в скоростях горения крупных (1000 мкм) одиночных капель, как отмечает Годсейв, и более мелких (53 мкм) капель распыленного топлива (описано Болтом и Бойлем). Это можно объяснить тем, что отношение радиуса пламени к радиусу капли для более крупных капель составляло 3:1, а для более мелких капель - примерно 19:1. Эти наблюдения хорошо совпадают с опытными данными Уайза, Лорелла и Вуда, согласно которым расстояние от поверхности капли до фронта пламени, по-видимому, постоянно и не зависит от радиуса капли.

Потери тепловыделения в рабочих процессах топок меньше всего зависят от химических процессов (менее 1 %), смешения компонентов топлива (до 2 %), распыления и испарения (до 8 %). Модель экономичности топки с учетом

эффектов испарения топлива предложена Корсом, Бихемом и Уолкером. Результатом расчета по такой модели являются потери тепловыделения в зависимости от параметров конструкции, вида топлива и рабочих условий. Таким образом, процесс испарения капель мазута является определяющим в оценке оптимальной длины топки, обеспечивающей высокую экономичность - минимум потерь тепловыделения.

Д. Б. Сполдинг считает, что длина топки, требуемая для завершения горения, пропорциональна с?2 v(¡p0/|l, где с1 - диаметр капли; - скорость впрыска; р0 - плотность капли топлива; ц - вязкость газа динамическая. Это подтверждает предположение о возможности получения необходимой экономичности процесса горения в стандартной топке при подогреве мазута до температур 100-110 "С на входе в форсунку.

Таким образом, можно сделать вывод, что процесс кондиционирования топлива (топливоподготовка) во многом является определяющим при повышении эффективности топочных устройств. Соответственно важны методы и средства этого процесса, который, в свою очередь, может быть существенно интенсифицирован с использованием физико-химических механизмов кавита-ционной технологии.

Для получения водотопливных эмульсий и в ходе топливоподготовки при сжигании обводненных топочных мазутов, водомазутных эмульсий (ВМЭ) и водоугольных суспензий (ВУС) используют различные методы: встряхивание, механическое диспергирование и перемешивание, обработку в роторно-импульсных аппаратах и др. Известны положительные результаты получения устойчивых водомасляных эмульсий и эмульсий «вода - дизельное топливо» с помощью кавитации в различных по конструкции аппаратах.

Технологическое применение эффектов кавитации, а также описание оборудования для кавитационной обработки отражено в работах А. М. Балабышко, Г. Г. Бруера, Г. Н. Делягина, Ю. В. Демидова, С. А. Есикова, А. К. Звездина, В. М. Ивченко, В. А. Кулагина, Л. И. Мальцева, А. С. Мачинского, М. А. Мар-гулиса, В. И. Мурко, А. Ф. Немчина, М. Г. Руденко, В. П. Ружицкого, А. Шёр-гера и др., в частности отмечается, что качество сжигания обводненных мазутов и водомазутных эмульсий, водоугольных суспензий существенно зависит от дисперсионных характеристик топлива.

В рассмотренных источниках отмечается, что существенное влияние на формирование характеристик водотопливных смесей оказывают их состав и свойства органической части, минеральных компонентов, что до настоящего времени не получило должного отражения в литературе. Важную роль играют вид и механизм действия применяемых реагентов-пластификаторов. Анализ известных технологических схем приготовления ВМЭ и ВУС в России и за рубежом (Германия, Китай, США, Япония и др.) показал перспективность их использования в теплотехнологических и энергетических установках. Расширение области их применения лимитируется в различных случаях сложностью, высокой энергоемкостью, дороговизной и другими факторами процесса, однако .

в целом указывает на перспективность направления развития технологии при устранении существующих недостатков.

В этой связи целесообразно использование эффектов кавитационной технологии, достаточно легко реализуемой, энергоэффективной и в ряде случаев не имеющей альтернативы. Использование эффектов кавитации в технологических процессах требует учета особенностей развитых кавитационных течений газожидкостных пузырьковых сред (их физико-механические свойства) и привлечения для решения задач суперкавитационных течений комплекса методов, разработанных в различных областях гидрогазодинамики, теплофизики и математики.

Однако при проектировании технологических аппаратов для различных производств с применением гидротермодинамических эффектов кавитации и необходимости учета специфических особенностей конкретного технологического процесса не всегда удается воспользоваться предложенными формулами и методами. Возникает потребность учета различных дополнительных физических факторов, способных влиять на характер течения в проточной части технологического аппарата и технологический процесс в целом. Например, прямые оценки Д. Бренена (1969) и Л. И. Мальцева (1976) подтверждают слабое влияние процессов теплопроводности и массодиффузии при кавитационном течении. Однако термические флуктуации «разрыхляют» поверхность паровой каверны (хотя они и малозаметны на фоне развитого течения) и способны влиять на тонкие технологические процессы, требующие, например, прецизионного термостатирования.

Результаты анализа литературных источников подтверждают актуальность работы и целесообразность постановки решаемых в диссертации задач и их поэтапного решения теоретическими и экспериментальными методами.

Второй раздел посвящен расчетно-теоретическим исследованиям на основе математических моделей двухфазных суперкавитационных течений. Использование режимов развитой кавитации для интенсификации и кондиционирования водотопливных смесей требует всестороннего исследования гидродинамических особенностей процесса с целью выбора целесообразных режимных параметров, а также научного обоснования методов проектирования и предлагаемых конструкций оборудования для топливоподготовки. Здесь рассмотрены условия сопряжения и краевая задача гидротермодинамики сферического пузырька в жидкости, позволившая уточнить параметры динамики пузырька. Показано соответствие частных решений классическим (Рэлей и др.), что подтверждает достоверность полученных результатов. Разработаны и реализованы алгоритмы численного решения задач обтекания решетки клиновидных профилей кавитатора технологического аппарата и неподвижного кавита-тора произвольной формы суперкавитационного смесителя. Уточнена феноменологическая модель кавитационного воздействия на жидкости, растворы, золи, смеси и твердые границы потоков.

Для каждой фазы (вне и внутри пузырька) законы сохранения, записанные в тензорно-инвариантной форме, дают следующие базовые уравнения:

неразрывности

лУ(рД.)=о,

(1)

движения

д!¥, е дЩ2 - г-^ + V-^ + ГО^- X Ж:

= Р^.+ИУП(, (2)

где П, - симметричный тензор напряжений; притока тепла

Р/

Щ д1

= Р,<7, + П, : ,

(3)

где 5 - тензор скоростей деформации; £/,. = - внутренняя энергия.

При передаче тепла в каждой фазе только за счет теплопроводности по закону Фурье имеем

(4)

Для конкретизации среды (газа, пара, жидкости с использованием соответствующих индексов я, V и С) вводят дополнительные уравнения. Если необходим учет диффузионных процессов, то добавляют уравнение молекулярной диффузии вида

^ + • V,-К = ¿ф^тМ,). (5)

Задаются также гидротеплофизические характеристики, конкретизирующие рассматриваемые среды, а именно:

с учетом турбулентности внешнего потока жидкости.

С использованием подхода В. А. Никулина к рассмотрению турбулентных потоков, уточнено влияние вязкости в кавитационных течениях. Если под частицами жидкости кроме молекул, надмолекулярных образований, ассоциа-тов и турбулентных вихрей понимать и кавитационные микропузырьки и микровихри, образовавшиеся в результате их коллапса, то можно сформули-

ровать следующую феноменологическую модель кавитирующей жидкости: кавитационный микропузырек в своей динамике движется в пространстве, структурированном микротурбулентными вихрями, образованными вследствие интерференции волн разрежения-сжатия, возникающих в результате пульсации кавитационных пузырьков. Тогда задача сопряжения для пузырька в жидкости может быть замкнута новым реологическим уравнением

где Мщ = — - тензорная вязкость, характеризующая внутренний момент

импульса элемента жидкости, появляющийся вследствие его деформации при движении. Следовательно, уравнение (2) может быть записано в виде

При записи исходных уравнений, описывающих суперкавитационное течение пузырьковой среды в технологическом аппарате, принимается гипотеза сплошности, т. е. полагается, что в каждом физически элементарном конечном жидком объеме содержится достаточно большое число равномерно распределенных частиц каждой фазы, что позволяет пользоваться осредненными характеристиками потока. Газ (воздух) в пределах бесконечно малого пузырька считается совершенным, находящимся в механическом и термодинамическом равновесии с окружающей жидкостью. Возможно изотермическое расширение газа в пузырьках. Влиянием инерции жидкости на развитие пузырьков пренебрегаем; движение установившееся, безвихревое. Скольжение фаз отсутствует.

Тогда в основу изучения движения такой среды может быть положена модель Аккерета, не учитывающая влияние инерции жидкости на развитие пузырьков, либо динамически неравновесная модель Б. С. Когарко. Для той и другой модели системы уравнений отличаются лишь уравнением связи давления в пузырьке с давлением в жидкости.

Для описанной выше гетерогенной жидкости возможно записать стандартное уравнение неразрывности (1) и движения Эйлера в рамках равновесной модели многофазного континуума:

(6)

1

(8)

где р = (1 -а)р^ + ар^ - плотность смеси (a = N-nR3 - объемная концентрация газовой фракции).

Скорость звука в высокодисперсной смеси жидкости с парогазовыми пузырьками вычисляют по формуле Маллока

1

1-а—

г ^2 Р_

Ро

+ а-

г \2

J_ 2 '

(9)

Уравнение для объемной концентрации газовой фракции (при условии постоянства массы газа) примет вид

а =

а,

)(Д/*о)3

1-а0 + а 0{R/R0)

уравнение изотермического расширения газа в пузырьке Pg/pg = const. Для

замыкания системы уравнений можно использовать уравнение Лапласа (модель Аккерета) Pg-Pt + 2T/R либо уравнение динамики границы пузырька по Рэлею

(модель Б. С. Когарко)

2 Т

'.-ч—-р,

d t1 2{dt)

Линеаризация уравнений движения и неразрывности приводит к волновому уравнению для возмущенных параметров среды. Так, для потенциала скорости

dt2

С о2 з2 N

О ф | О ф + О ф

удх* dxl дх\ j

(10)

При стационарном обтекании тела со скоростью Wo (в системе координат, связанной с телом: х = х\- Wot; у ~ хг, z = х{)

дх2 ду1 dz

(П)

где равновесная скорость звука может быть определена по формуле Вуда

При Мо < 1 преобразованием координат (поперечное сжатие в *

VI-Мо

раз) ^ = х; г) = М2; С, = - М^ исходное волновое уравнение (11) приводят к уравнению Лапласа для несжимаемой жидкости:

Э2<р 52ф Э2Ф

= = (13)

Связь между скоростью в пространстве фиктивной несжимаемой жидкости и физическом пространстве имеет вид

5ф=еф^ = 5ф. 5ф = аф^=5ф]. г—

На тонком теле условие непротекания

(14)

^ = (15)

ал 0 дх р '

Распределение давления связано с полем скоростей формулой

Р-ро- р^.ЦЬ-Р*!?- о«

от

Применяя правило Прандтля - Глауэрта: при известных характеристиках одного и того же тела, но с деформированной, сжатой в 1/)3 раз опорной поверхностью, для несжимаемой жидкости (Мо; Л! О потенциал скоростей ф|м0=о> возмущения давления (р-/?0)(Мо=0, циркуляция г|Мо=0, подъемная

сила у|Мо=0 и ее коэффициент Су|М(]10 пересчитывают на дозвуковой режим (0 < М0< 1; х, у, г) по следующим формулам:

ф|мо*о = дф|м0=о; (р-л)|м0,о=д(р-ро)|м0=о;

(17)

, 1 , | 1 |

При этом для суперкавитационных потоков число кавитации

(Ро-А)|м0*о _ (Ро ~ Рк)[

м0=о 1

м0*о ^ ^ р 5С|м0=Ор

Р~2~ Р 2

или

х|м0 = х|м0,оР; Р = 71Гм[- (18)

Последнее условие будет представлять собой модификацию правила Прандтля - Глауэрта для линеаризованных суперкавитационных обтеканий. Это же правило можно сформулировать и в другой, более удобной для постановки и решения краевых задач суперкавитации форме, адекватной первой.

При заданном числе кавитации % = х| м0*о необходимо решить краевую

задачу в пространстве фиктивной несжимаемой жидкости (М0 = 0, Дер = 0) для деформированной, сжатой в р-1 раз опорной поверхности (£, т], С,), но с ординатами тела, увеличенными в раз, т. е. с линеаризованным условием непротекания или

5л1п=0_ °дх р-

Первая форма удобна при пересчете данных, известных для несжимаемой жидкости, на режим дозвукового обтекания (Мо < 1). Вторая (адекватная первой) форма пригодна при формулировке и решении (например, численном) краевой задачи для тонкого суперкавитирующего тела.

На базе полученной системы уравнений разработаны алгоритм и программный продукт для численного решения задач обтекания суперкавитирую-щих изолированных профиля и крыла, решеток профилей и пластин. Наличие в жидкости пузырьков воздуха существенно меняет параметры кавитационного потока. С увеличением объемной концентрации пузырьков воздуха (а) наблюдается уменьшение числа кавитации. Такая тенденция принимает более выраженный характер с уменьшением статического давления. Найденные правила пересчета позволяют определить локальные и интегральные характеристики кавитационного обтекания двухфазным (пузырьковым) потоком по характеристикам безпузырькового, однофазного течения.

В работе получены соотношения, позволяющие учесть влияние сжимаемости пузырькового потока на энергетические характеристики течения. Построены вычислительные схемы решения задач суперкавитации для изолированного профиля, крыла и решетки профилей и нахождения локальных и интегральных характеристик элементов суперкавитационных аппаратов, а также гидромашин в условиях двухфазности течения.

___ и,

Рисунок 1 - Схема обтекания твердого кавитатора в трубе с проницаемыми стенками

При расчете течения в проточном суперкавитационном смесителе (рисунок 1) закон сохранения импульса представляют формулой

р |У|2<1а - рК02ст0 = ра0 - р^а-^о.-Х,-^;

(19)

во-а*

°0

уравнение расходов

(20)

уравнение сохранения механической энергии

Ро +

рУо _ 1

Оп -а.

I

о0-ак \

1 2 2

сЬ.

(21)

Здесь Хк =СхатрУ£/2 - гидродинамическое сопротивление кавитатора, где стл1 - площадь кавитатора; Р} — АРха0 = £сг0К02/2 - сила жидкостного трения потока о стенки трубы, где £ - коэффициент гидравлических потерь напора между сечениями ст0 и ок.

Решение этих уравнений с учетом толщины вытеснения потока 8*, потери импульса 5** и энергии 5*** позволяет получить для относительной площади миделя каверны формулу

ок/от = 24/(вт ± ^я-4(1 + хЧК°и) .

(22)

где Ат = Сх- Ит /ат; Вя=Сгая+х-Ь ^ = 5* ^"/б*-5*78'); 5* = дД0;

Сравнение расчетов и опытных данных В. П. Карликова, Г. И. Шоломо-вича, В. А. Лапина и А. П. Кулака дает хорошее совпадение (рисунки 2 и 3). В соответствии с обобщенным правилом Прандтля - Глауэрта для сжимаемых

потоков и на основании опытов Г. Рейнхарда, Л. А. Эпштейна и Г. В. Логвино-вича возможно определить параметры каверны как

На основе проведенных исследований возможно сформулировать физическую модель кавитационного гидротермодинамического воздействия, которая может быть представлена двумя основными механизмами: распростране нием ударных волн вблизи схлопывающихся кавитационных микропузырьков и ударным действием кумулятивных микроструек при их несимметричном коллапсе. При этом реализуются поля высоких температур (до 2000 °С) и давлений (до 10 ООО атм). Скорость кумулятивных струек может достигать 500 м/с. Явление сопровождается интенсивным турбулентным микроперемешиванием и ме-ханотермолизом воды с образованием Нг, Ог, Н202 и свободных водородных связей. Таким образом, локальная область вблизи схлопывающегося кавитационного микропузырька является уникальным реактором для проведения различных реакций и технологических процессов, проводимых при нормальных внешних физических условиях.

Схемы силового взаимодействия ударных волн и полидисперсной фазы в жидкости могут быть представлены следующими механизмами:

взаимодействие одиночной частицы дисперсной фазы с фронтом ударной волны;

взаимодействие частицы с кумулятивной струйкой при несимметричном коллапсе пузырька (при соответствующем размере частицы);

1к/ат = 2,17^/^/1(1 -м02)°'257хиО+бо] • (23)

о,

0,08 0,10 0,12 0,14 О,16 О,18 0,20 0,22 0,24 0,25 0,28 X

Рисунок 2 - Сравнение расчета и опыта для площади миделя каверны за диском:---расчеты автора

Рисунок 3 - Сравнение расчета

и опыта для длины каверны за диском: — расчеты автора

кроме гидродинамического проявляется и трибомеханическое разрушение частиц вследствие сил трения, качения и сдвиговых деформаций, возникающих при таком контакте;

взаимодействие одиночной частицы с системой ударных волн при схло-пывании групп пузырьков;

воздействие ударных волн при схлопывании групп пузырьков на скопление частиц дисперсной фазы;

деструкция несущей фазы в результате кавитационного воздействия и вызванных им механохимических реакций.

Для экспериментального подтверждения и обоснования расчетных методов разработана программа и методики исследований режимов топливоподго-товки и различных многокомпонентных сред.

На основе проведенных исследований по оценке экоэффективности и полученных данных разработана методика, которая учитывает конструктивные и режимные параметры различных пылеулавливающих установок и сводится к выражению:

где Ут - ущерб от загрязнения атмосферы, приходящийся на единицу массы уловленной пыли; 3 - приведенные затраты на природоохранные мероприятия; Со, - начальная концентрация г-го компонента, в долях; л,- степень улавливания ¡-го компонента; у - константа (зависит от роста цен); о- показатель территории (коэффициент относительной опасности); /- коэффициент, учитывающий характер рассеивания примесей в атмосфере; А/ - показатель относительной активности примеси г-го вида; Ц, - цена электроэнергии; Ар- гидравлическое сопротивление газоочистного сооружения; Q - массовая производительность установки по газу; Е - нормативный коэффициент, учитывающий амортизационные отчисления; Цуст - цена улавливающей установки; X - время работы улавливающей системы.

Предложен критерий экоэффективности систем очистки атмосферных выбросов на основе формулы для предотвращенного ущерба

Э = У т - 3 =

ХСоЛ

n

n сц

n

n

1Ж(1-л,„) 2Ж0-П,)

и

n

n n

n

где индексы 0 и 1 - соответственно базовый и новый варианты.

В третьем разделе изложена методика экспериментального исследования, разработана классификация кавитационных технологических аппаратов,

дано описание лабораторных стендов и технических проектов крупномасштабных установок, принятых к внедрению.

Замеры температуры проводились с помощью термопар ХК и ЭПП-09. Оценивались радиальная и окружная составляющие неравномерности температур после выхода топки на рабочий режим. Анализ результатов показал, что относительные температуры (отнесенные к расчетной температуре), измеренные в различных точках топок, имеют значительную неравномерность ДТ ~ 0,22.

Расчетно-теоретическими методами, натурными и лабораторными исследованиями произведена оценка экологической обстановки в районах работы асфальтосмесительных установок. Производились хроматографический, термогравиметрический и рентгенофазный анализы технологических выбросов и расчеты рассеяния по программе «Эколог», которые показали высокую степень экологической опасности загрязнений и послужили основой для выбора базового варианта объекта исследования.

Для оценки эффективности кавитационной обработки использовался ряд физико-химических показателей дисперсных, гетерофазных, многокомпонентных систем: электропроводность, оптическая плотность, поверхностное натяжение, рН среды, а также седиментационные и фильтрационные характеристики (объем осадка и скорость осаждения, объем фильтрата и скорость фильтрации). Определялись также влажностно-дисперсионные параметры ВМЭ и «чистого» мазута, ВУС и других смесей: водосодержание, размеры капель воды и др.

Оценка погрешности подтвердила удовлетворительную точность полученных результатов, которая обеспечивалась использованием методов исследования, соответствующих современному состоянию теплофизики и гидродинамики. Результаты натурных наблюдений, модельных экспериментов и расчетные параметры исследуемых процессов достаточно удовлетворительно совпадают.

В четвертом разделе излагаются результаты экспериментальных исследований по изучению влияния гидротермодинамических особенностей кавитации на изменение характеристик топливно-водяных смесей и теплофизических особенностей при их сжигании в различных топочных устройствах. Приведены результаты влияния кавитационной обработки на свойства воды, которая в одном случае является дисперсной фазой, в другом - дисперсионной средой.

В области топливоподготовки и приготовления водотопливных эмульсий и суспензий с целью увеличения полноты сгорания топлива и подавления образования вредных веществ в технологических выбросах исследовались водома-зутная эмульсия (ВМЭ) и водоугольные суспензии (ВУС). Определено влияние размеров капель топлива на физические процессы испарения, теплообмена и смесеобразования с учетом полноты его сгорания. Разработаны конструкции и исследованы гидродинамические, расходные и дисперсионные характеристики кавитационных технологических аппаратов в зависимости от режимных параметров работы и ряда внешних факторов с целью определения оптимальных конструктивных и технологических параметров.

Анализ полученных данных о влиянии числа кавитации на величину кавитационного импульса давления показал, что для увеличения интенсивности воздействия необходимо уменьшать число кавитации вплоть до х = 0,2. Теоретическая зависимость строилась по формуле Рэлея - Лэмба, учитывающей «неодиночность» кавитационного пузырька в обрабатываемой жидкости. Отличие теории от эксперимента проявляется в области малых чисел кавитации и вызвано тем обстоятельством, что формула Рэлея - Лэмба не учитывает сжимаемость потока, которая в области малых чисел кавитации становится существенной.

На рисунке 4 представлены результаты кавитационной обработки ВМЭ различного водосодержания, показывающие, что при продолжительном кавита-ционном воздействии ВМЭ нагревается. Это позволяет получить дополнительную экономию энергии на нагревание топлива перед его сжиганием.

Включение в технологическую схему топливоподготовки кавитационной обработки мазута значительно уменьшило пределы колебаний влажности и дисперсности водной фазы топлива (при уменьшении абсолютного среднего диаметра капель воды в ВМЭ в 10-15 раз, рисунок 5), что достаточно убедительно подтверждается микрофотографиями проб ВМЭ. Попадая в топочный объем, капли топлива за счет вторичного дробления (в результате микровзрыва) существенно уменьшаются в размерах. В результате время пребывания капель в реакционном объеме топки возрастает за счет удлинения их траектории в процессе турбулентного перемешивания; увеличивается удельная реакционная поверхность капель топлива; скорость сгорания топлива в виде мелких капель увеличивается и сопровождается выделением меньшего количества твердых продуктов, чем у крупных капель мазута.

При замене подаваемого в топку мазута марки М100 на специально подготовленную водомазутную эмульсию неравномерность поля температур значительно сгладилось. При этом относительные температуры стали иметь более равномерное поле ДТ~ 0,04.

Наряду со стабилизацией влажностно-дисперсионных характеристик топлива другим важным эффектом диспергирования являются разрушение смо-листо-асфальтеновых структур и повышение однородности мазута. На рисунке 6 показано распределение частиц воды в топливно-дисперсной смеси по размерам. Стабильность эмульсий определялась методом отстаивания.

Практически при всех значениях УУ (от 5 до 30 %) ВМЭ после обработки не расслаивалась в течение 6-7 суток и более. С эксплуатационной точки зрения, более длительный интервал наблюдений не требуется.

Результаты исследования проб дымовых газов при сжигании мазута М100 и ВМЭ показали (см. таблицу 1), что использование ВМЭ вместо собственно мазута позволяет уменьшить в дымовых газах концентрацию окислов азота в 3-5 раз, сернистого ангидрида - в 2-4 раза, оксида углерода - в 2-2,5 раза. Наиболее целесообразно применение ВМЭ с ¡У » 15-20 %.

Подавление крекинга углеводородов происходит в результате не только уменьшения размера капель мазута, но и за счет отвода тепла испаряющейся

водой, а также в результате протекания дополнительных реакций между диссоциированными молекулами воды и углерода.

Результаты и рекомендации данной работы внедрены комплексно (и система топливоподготовки ВМЭ, и система пылеулавливания) на АБЗ ОАО «Красноярская дорожно-передвижная механизированная колонна» (КДПМК).

На рисунках 7 и 8 представлены характерные результаты до, а на рисунках 9 и 10 - после применения комплекса мер подавления вредных выбросов в атмосферу.

На кривой ДТА (рисунок 7), наблюдаются два эндо- и два экзоэффекта. Эндоэффект, соответствующий Г = 130 °С, отвечает удалению адсорбированной воды, происходит с потерей массы образца. Эндоэффект при Т = 845 °С соответствует диссоциации кальцита. Два экзоэффекта (при 370 и 430 °С) проходят при потере массы образца - происходят выгорание органической части образца и полиморфические превращения Ре. Данные дифференциально-терми-

,оо.огг.°с

м>.%

6 л 2

мкм

160 5О

^Включение эмульгатора

г 3 4 5 6

В 9 10 г, ч

Рисунок 4 - Кинетика изменения температурного режима при кавитацион-

ной обработке ВМЭ с И^: 1 -5 %; 2 -10 %; 3-15 %; 4-20 %

Ж.,

ш

Рисунок 5 - Изменение влажностно-дисперсионных характеристик топлива (мазут М100) до и после диспергирования перед сжиганием

г*

4,ит

Рисунок 6 - Распределение частиц воды в топливно-дисперсной смеси по размерам: а - мазут: 1 — без обработки; 2 - после обработки; б - ВМЭ после обработки при разном содержании воды 1 — 5 %; 2 - 10 %; 3 - 15 %

ческого анализа, проводимого на дериватографе Q-1500D, подтверждаются результатами рентгенофазового анализа образцов, сделанного на аппарате ДРОН-3 в Си-Ка излучении (рисунок 8).

Таблица 1 - Концентрация загрязняющих веществ

Режим (топливо) W, % Объем газов, м3/с Т, °С Пыль, г/м3 Сажа, г/м3 СО, г/м3 no2, г/м3 so2, г/м3 Мазутная зола в пересчете на ванадий

Мазут М100 ~3 3,89 70 1,596 0,479 0,721 0,055 0,517 0,0005

ВМЭ 5 -»- -»- 0,19 0,0014 0,32 0,039 0,37 0,00049

10 -»- 0,19 0,0014 0,32 0,019 0,22 0,00047

15 -»- -»- 0,20 0,0015 0,29 0,013 0,20 0,00045

20 -»- -»- 0,19 0,0013 0,28 0,013 0,19 0,00042

Примечание. Выбросы БОг даны с учетом использования СаС03 в системе очистки

Анализ кривой ДТА (рисунок 9) указывает на наличие трех эндотермических пиков при температурах 590, 640 и 845 "С. Первые два соответствуют выделению конституционной воды из глинистых материалов. Эти процессы проходят с небольшим уменьшением массы образца (Лот, » 0,4 %). Третий эндотермический эффект (Т = 845 °С) относится к диссоциации кальцита СаС03 и образованию СаО и СОг. Процесс происходит с потерей массы (Лт2 ~ 1,92 %), что соответствует количеству выделившегося СОг-

Рентгенофазовый анализ (рисунок 10), показывает, что образец состоит в основном из кварца (с? = 4,25; 3,34; 2,45; 2,28; 2,13; 1,98; 1,82 и т.д.), полевого шпата (й = 4,02; 3,20; 3,18), незначительного количества кальцита (с! = 3,02; 2,28). В качестве примесей имеются окислы железа, каолин и другие глинистые минералы, регистрация которых затруднительна ввиду их малого содержания в образце.

Сравнительные результаты применения кавитационно обработанной ВМЭ и комбинированного мокрого пылеуловителя с базовым вариантом (без применения предложенных мероприятий) по данным дифференциально-термического и рентгенофазного анализа, а также результатов расчета рассеивания вредных примесей в атмосфере с помощью программы «Эколог» показали высокую эффективность разработанных в диссертации мер по подавлению вредных веществ. Резко снизилось содержание органики — содержание сажи уменьшилось до 0,75 % по твердым составляющим, снизилось количество СО, N0* и 802, созданы условия для снижения образования бенз(а)пирена и др.

Г!

п'

,! ,1 )

1 Л Ц

Рисунок 7 - Термогравиграмма образца твердых выбросов из дымовой трубы АБЗ до внедрения результатов

Рисунок 8 - Рентгенограмма образца твердых выбросов из дымовой трубы АБЗ до внедрения результатов

Рисунок 9 — Термогравиграмма образца твердых выбросов из дымовой трубы после внедрения результатов

Рисунок 10 - Рентгенограмма образца твердых выбросов из дымовой трубы АБЗ после внедрения результатов

Данные измерения параметров температурных полей для стандартных топок АБЗ хорошо согласуются с результатами испытаний С. В. Парадека и В. Я. Махонина, которые однозначно свидетельствуют о низкой эффективности тепловыделения топок АБЗ, доказательством чему являются результаты замеров неравномерности температурного поля в выходном сечении топки.

Полученные результаты позволяют обеспечить высокую эффективность процесса горения при использовании типового технологического оборудования

за счет улучшения гидродинамических и кинетических факторов в процессах смесеобразования и горения.

В результате снижения эмиссии загрязняющих веществ уменьшается негативное воздействие на окружающую среду и обеспечивается экономия углеводородного топлива.

Аналогичные исследования, проведенные с ВУС, показали перспективность ее применения. В работе использовались различные фракции угля: 0-100, 100-1000, 1000-1600, 1600-2500 мкм и уголь различного исходного гранулометрического состава, оцениваемого по относительному содержанию фракции менее 100 мкм - 15, 30, 45, 90 %. Подготовка экспериментальных партий угля различного гранулометрического и фракционного состава осуществлялась в такой последовательности: грубый размол угля; усреднение; последовательные этапы тонкого размола, оцениваемые по показателю эффективности конверсии (ЭК). Эффективность конверсии - это отношение содержания фракции угля (0-100 мкм) к общей массе всех фракций угля выборки.

Для приготовления проб ВУС использовался уголь Канско-Ачинского бассейна из тракта пылеприготовления котлов БКЗ-75 и БКЗ-420 на Красноярской ТЭЦ-2. канско-ачинские угли относятся к типично гумусовым, а по степени углефикации - к группам 2Б и ЗБ.

Для них характерны достаточно высокое содержание углерода (от 69,3 до 74,5 %); низкая зольность (от 6 до 12 %), что позволяет использовать их без предварительного обогащения; малое содержание серы (от 0,2 до 0,6 %), низкий выход битумов и первичных смол; незначительное содержание фосфора; высокое содержание связанного кислорода (до 23-24 %). По этим параметрам, наряду с развитой пористой структурой, канско-ачинские угли относятся к наиболее реакционноспособным при горении и менее экологически опасным при сжигании видам угольных энергетических ресурсов.

После кавитационной обработки (КО) определяли температуру суспензии, время и объем отстоявшегося осадка, его гранулометрический состав. Для сопоставления результатов было подготовлено несколько проб ВУС без обработки. Полученную после КО ВУС исследовали на дериватографе с применением комплексного термического анализа (рисунок 11).

Из рисунка 12 видно, что наблюдается значительное уменьшение золово-го остатка, т. е. применение ВУС обеспечивает снижение количества золы и, следовательно, уменьшение вредного воздействия процессов горения на окружающую среду и сокращение времени выгорания органической составляющей топлива.

Как видно, интенсивность реакции горения ВУС выше, чем при сжигании угольной пыли. При расчете установлено, что время сжигания ВУС без КО сокращается на 2,9 %, а время сжигания ВУС, обработанной в суперкави-тационном миксере, - на 4,8 %, что свидетельствует о повышении скорости горения топлива и подтверждает перспективность внедрения кавитационной технологии получения ВУС для сжигания в теплотехнологических установках

и системах. Зольный остаток можно использовать в качестве инертного или вяжущего материала при изготовлении асфальтобетонных смесей.

Из рисунка 13 видно, что повышение эффективности конверсии угля не только увеличивает удельную поверхность частиц за счет уменьшения их размеров, но и значительно снижает гетерогенность распределения частиц, т. е. приближает ВУС по этому параметру к моносубстрату, отличающемуся от фракционированного гетерогенностью химического состава.

В процессе гидродинамической обработки можно выделить три периода, отличающихся характером изменения физико-химических параметров ВУС и свойствами дисперсной фазы - угля в ВУС (рисунки 14, 15):

1) кавитационное разрушение, гомогенизация и первичное диспергирование дисперсной фазы; максимальная скорость гидратации и тепловыделения, возрастание буферных свойств и электропроводности, незначительное уменьшение объема дисперсной фазы (продолжительность 5-10 мин);

2) основная фаза диспергирования: активация поверхностных физико-химических свойств дисперсной фазы, увеличение выхода микродисперсной фазы и, соответственно, увеличение объема осадка ВУС, возрастание буферно-сти и электропроводности, седиментационной устойчивости ВУС (продолжительность 20-30 мин);

Й

¿ТГI

_и:

I

а)

дтг Аб)

1 N /

лГ ать

А \ тг

1 V

у Ь^ИКЛТЛ

N 1

1 тг

в) г) Рисунок 11 - Термограмма угольной пыли: а - образец № 1; б - ВУС (концентрация 50 %) без КО (образец № 2); б - г - ВУС (концентрация 50 %), время КО соответственно 4 мин (образец № 3) и 5 мин (образец № 4);------^температурная кривая

4

ш

Г/

Рисунок 12 - Уменьшение массы золового остатка М3 при сжигании ВУС:

I - исходная пыль;

II - без обработки; III, IV - время КО

соответственно 4 и 5 мин

3) уменьшение агрегативной и седиментационной устойчивости ВУС при достижении критического значения степени диспергирования и концентрации микродисперсной фазы (продолжительность 10-20 мин).

Следует отметить более высокую активность и скорость диспергирования при гидромеханической активации фракционированного угля - моносубстрата по сравнению с нефракционированным гетерофазным (по химическому составу) субстратом (рисунок 15).

При обработке ВУС различной исходной концентрации наблюдается снижение скорости седиментации осадка при повышении концентрации исходной дисперсной фазы - угля в ВУС (рисунок 16).

С увеличением объема дисперсной фазы повышаются электропровод-

д V 1

ность и буферность ВУС (комплексный показатель--, -, где Д V —

КД(рН) ед. рН

объем титрирующего реагента (10%-ный раствор ЫаОН), V - объем опытного образца, Д(рН)- отклонение величины рН от исходной при титровании). Поверхностное натяжение изменяется менее существенно (максимум при концентрации 20-30 %). В этом же интервале концентрации максимально изменяется объем дисперсной фазы после гидродинамической обработки. Ухудшаются фильтрационные и водоотдающие свойства ВУС, что видно из зависимостей, представленных на рисунках 17, 18.

Эффективность от применения ВУС возрастает при трубопроводной транспортировке исходного угля, а также при использовании маслосодержащей или загрязненной другими нефтепродуктами воды. При этом экологический эффект от утилизации и огневого обезвреживания отходов производства возрастает. При объемном содержании угля до 60 % расслоение ВУС не наблюдалось до 50 суток. Экономия топлива происходит за счет увеличения полноты сгорания, эксплуатации форсунок с минимальным избытком воздуха и снижения температуры уходящих газов. Получены положительные результаты при брикетировании угля после кавитационной обработки (прочностные характеристики полученных брикетов выше примерно на 20-30 %, чем при производстве традиционными методами).

В работе получены дополнительные данные об эмульгировании моторных топлив. Анализ результатов гидродинамического эмульгирования жидкого топлива и сравнение с результатами акустического воздействия для бинарных эмульсий (ВДТ, «вода - бензин») показали, что легко получаются устойчивые эмульсии бензина в воде, тогда как обратные эмульсии, вследствие интенсивной коалесценции, приготовить сложно (водосодержание в такой эмульсии при отсутствии поверхностно-активных веществ не превышает нескольких процентов). ВДТ возможно получать с водосодержанием до 30-40 %.

Исследования показали, что на эффективность процесса кавитационного эмульгирования существенно влияет механизм, основанный на различии в плотности жидкостей. Наиболее высококачественные эмульсии получаются в случае, когда плотность несущей фазы больше плотности дисперсной. Применение водотопливных эмульсий в двигателях внутреннего сгорания приводит

1,1 2.С V

Рисунок 13 - Характер распределения частиц исходной дисперсной фазы ВУС Л при различной степени глубины помола (по показателю «эффективность конверсии»): / - 15 %; 2 - 30 %; 3-45 %; 4- 90 %

s ом

О 10,0 20,0 30,0 1*0,0 50,0 SO,О 70,0 Исходна* концентрация ДЧ> ОУС,у,

Рисунок 17 - Влияние исходной концентрации дисперсной фазы ВУС на технологические характеристики (/0бр = 45 мин): 1 -электропроводность, В/см ; 2 - буферность,

1/ед. рН; 3 - поверхностное натяжение, г/см2-1,7; 4 — объем дисперсной фазы, %-100

10,0 20,0 30,0 <<0,0 50,0 ВО,0^р,тн

Рисунок 14 - Изменение объема ДФ в процессе кавитационной обработки ВУС с различной исходной концентрацией: 1- 10%; 2 -20%; 3-40%

100,0

2

3 75,0

S 25,0

О <0.0 ¿0,0 30,0 М>,0 50,0 Ц,,Я1И

Рисунок 15 - Изменение технологических характеристик ВУС нефракционированно-го и фракционированного (ф) в процессе кавитационной обработки: 1,1ф- буферность ВУС; 2, 2ф - электропроводность ВУС, В/см3-2,0; 3, Зф - скорость гидратации

1 Зг

2г ,2

1 ¡г

О 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0

Рисунок 1 б - Кинетика седиментации дисперсной фазы ВУС без предварительной обработки (контроль) и после кавитационной обработки (г): 1,1г- 10 %; 2, 2г - 20 %; 3, Зг - 40 %

?

0,5

; 0,25

2-,/ 1

//

/ Г ч

/ \ \\ N

о 10,0 год зо.о чо,о 50,о кхойжя концентрация б 1С, '/•

Рисунок 18 - Влияние исходной концентрации ДФ ВУС на технологические характеристики при кавитационной обработке (/0бР = 45 мин): 1 - удельный объем ДФ, мл/г 2,0;

2 - время фильтрации ВУС, с 200,0;

3 - объем ДФ, %• 100; 4- изменение

объема ДФ, %• 100

к снижению твердых и газообразных (СО, С02, N0,) выбросов.

В области изменения свойств воды установлено, что в результате гидродинамической обработки ее физические характеристики существенно изменяются и сохраняются достаточно длительное время (до 7-10 суток), что позволяет использовать модифицированную воду в различных технологических процессах.

На рисунке 19 показано нарастание равновесной концентрации Ск в среде инертных газов и азота, влияющих на интенсивность и характер кинетики процесса кислоро-донасыщения. Характер изменения кислородонасыщения в среде азота обусловлен образованием N0, N02, Н1-ГО2, Н>Юз, связывающих кислород и гидроксильные радикалы, что подтверждается результатами и выводами работ для случая ультразвуковой кавитации.

Возбужденная молекула воды, наряду с излучением и диссипацией избыточной энергии в тепло, может диссоциировать. Увеличение концентрации 02 идет за счет гидродинамического кавитационного термолиза воды на Н • и ОН и протекания реакций.

На рисунке 20 приведена зависимость интенсивности хемилюминесцен-ции для бидистиллята. Изменение рН воды в результате кавитационной обработки происходит за счет образования различных химических соединений, выход которых зависит от режима обработки, наличия в воде примесей и газосодержания. Термолиз воды приводит к синтезу Н202, что способствует понижению рН. Обработка в среде азота повышает кислотность системы за счет образования НЫ02 и ШТО3. Существенное влияние на кислотно-щелочные свойства оказывает концентрация С02, величина которой может изменяться в результате обработки. Известно об увеличении щелочности системы в результате ее обработки в ультразвуковом поле средних частот (22 кГц). Относительное изменение рН при воздействии гидродинамической кавитации в зависимости от длительности обработки показано на рисунке 21.

Данные результаты качественно соответствуют основным зависимостям, полученным на базе ультразвуковых генераторов кавитации, что подтверждает вывод о кавитационном механизме исследуемых реакций и реализации мета-стабильных состояний, независящих от метода возбуждения кавитации. Экспериментально подтвержден механизм гидродинамического кавитационного термолиза воды с образованием 03 и Н202.

д„. %

Л

>

щ г*

Л*

О 20 40 60 80 1,6,,. с

Рисунок 19 - Зависимость Д0 =/(?0бР) для водопроводной неотстоявшейся воды: • - Аг; Д - Ы2; х - Не при исходной концентрации 02 40 %

Ь, отн. ед.

N.7

К

1 -

0 2 4 6 8 (.мин

Рисунок 20 - Кинетические кривые интенсивности хемилюминесценции в бидистилляте (С0 =100 %): 1 - обработка бидистиллята в атмосфере воздуха, Г0бр = 60 с; 2 - необработанный бидистиллят

в атмосфере воздуха (С0= 100 %): 1 - бидистиллят, рНо = 5,4; 2 - неот-стоявшаяся водопроводная вода, рНо = 7,0

Таким образом, под действием кавитации в водном растворе, содержащем инертные и активные газы, возможно осуществление разнообразных химических реакций. Их кавитационное инициирование сводится к ионизации и возбуждению молекул воды, благородных и активных газов, а также к диссоциации молекул воды. Каждый из этих процессов осуществляется за время / ~ 10~14 с. В связи с тем что продолжительность конечной стадии коллапса пузырька Г ~ 10-9— 10-8 с, становятся возможными процессы передачи энергии и перезарядки с участием молекул инертных газов, идущие в газовой фазе по уравнениям

Аг* (Не*)+ Н20 -> Н20* + Аг(Не) Аг+(не+)+Н20-> Н20+ + Аг(Не)

Наряду с указанными, в кавитационной полости протекают реакции трансформирования радикалов с участием химически активных газов и рекомбинации радикалов за время / ~ 10~?-10~6 с. В результате этих процессов после схлопывания кавитационного пузырька в раствор переходят продукты радикального разложения молекул Н20 и рекомбинации радикалов, обнаруженные с помощью метода спиновых ловушек, что приводит к накоплению в воде молекулярного 02, Н202 и других соединений. Высокая скорость протекания реакций свидетельствует о том, что они происходят непосредственно в зоне кавитационных воздействий.

Из вышеизложенного следует, что при получении ВТС задействованы достаточно сложные физико-химические механизмы, инициированные режимами развитой кавитации и способствующие получению ВМЭ, ВУС и других смесей с уникальными свойствами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

На базе комплексного анализа и обобщения полученных в ходе исследований данных разработаны и научно обоснованы методы и средства повышения эффективности сжигания водотопливных смесей в топочных устройствах теп-лотехнологических систем на основе существенного дополнения и научного обобщения результатов исследований в области кавитационной технологии с учетом снижения вредных выбросов в атмосферу.

К наиболее значимым относятся следующие результаты:

1. На основе установленных закономерностей влияния параметров технологических процессов (температуры, скорости, давления, времени обработки, числа кавитации, дисперсности, концентрации, водосодержания, тепломассообмена) на физико-химические свойства воды и ВТС разработаны теоретические и технические решения использования кавитации в процессах топливо-подготовки и сжигания жидких топлив в топках малого объема, применение которых в промышленной теплоэнергетике и теплотехнологии позволяет получить существенный энерго- и ресурсосберегающий эффект (до 30 %) с высокой степенью экологической безопасности.

2. Разработаны и реализованы математические модели двухфазных супер-кавитационных потоков в технологических аппаратах при обтекании одиночного профиля, решеток пластин и профилей, а также при течении в проточном реакторе. На основе математического моделирования и результатов экспериментальных исследований предложены новые методы расчета технологических аппаратов топливоподготовки, позволяющие в процессе проектирования производить оценку и выбор режимов работы и технологических параметров производства с учетом выполнения условий энергоэффективности, экологической безопасности и иных специфических особенностей технологических процессов.

3. Установлено, что при воздействии на воду полей высоких давлений (до 100 МПа) и температур (до 2000 °С), образующихся при схлопывании кави-тационных микропузырьков, происходит механотермолиз воды -инициируются механохимические реакции с образованием 02, Н2, Н2О2, ОН" (в ходе рекомбинации радикалов), в результате деструкции образуются свободные водородные связи, возникает явление хемилюминесценции, что, в свою очередь, влечет за собой изменение электропроводности, поверхностного натяжения, кислоро-досодержания и рН среды. Время релаксации указанных свойств (до 7-10 суток) позволяет использовать их в различных технологических процессах. Выявлено, что наибольшая интенсивность кавитационного воздействия осуществляется при числах кавитации % » 0,2, что соответствует радиусам кавитационных

пузырьков Е = 20-50 мкм, характеризующихся наибольшей эрозионной активностью.

4. При сжигании водомазутной эмульсии, полученной в результате кави-тационной обработки, распределение капель по фракциям становится более равномерным. За счет вторичного дробления капель в топочном объеме увеличивается полнота сгорания топлива и, как следствие, происходит снижение са-жеобразования. Наибольший эффект достигается при размерах капель воды в ВМЭ Л я 1-1,5 мкм с водосодержанием 15-20 %: концентрация N0, снижается в 2-5 раз, сернистого ангидрида - в 2-4 раза, содержание сажи в выбросах -до 0,75 % по твердым составляющим; в источнике подавляется образование СО, СН4 и бенз(а)пирена. Получены характеристики основных показателей процесса осаждения водной фазы в топочном мазуте М100 в зависимости от концентрации и дисперсности водной фазы, температурного и временного факторов. Замена мазута на ВМЭ приводит к снижению неравномерности температурного поля в топочном объеме до ДГ»0,04. На этой основе предложены новые энергоэффективные технологические режимы топливоподготовки. Показано, что гидродинамическая кавитационная диспергация является наиболее целесообразной по сравнению с другими способами топливоподготовки. Предлагаемая обработка оказывается примерно в 10-15 раз экономичнее по удельным показателям.

5. Выявлены зависимости физических параметров ВУС (поверхностное натяжение, электропроводность, кислотность, седиментационные и фильтрационные характеристики, гранулометрический состав и др.) от режимных параметров кавитаци-онной обработки, позволяющие разрабатывать режимы приготовления ВУС с приемлемыми для использования в теплотехнолопиеских установках параметрами. Предложен метод получения ВУС без использования химических добавок и пластификаторов. Получена водоугольная суспензия, имеющая динамическую вязкость 1,35-1,40 Пах при скорости сдвига 9 с'1, седиментационную устойчивость более 10 суток, <24 = 9499,2 кДж/кг (2268,7 ккал/кг) для С =44,1% (С =65,8%) и 0 = 9742,9 кДж/кг (2326,9 ккал/кг) для С = 45 % (С = 67,2 %), что позволяет эффективно применять ее в теплотехнолопиеских установках.

6. Разработана новая методика оценки предотвращенного экономического ущерба при проведении природоохранных мероприятий, учитывающая различные технологические и конструктивные особенности пылеочистных систем. Предложен критерий оценки эффективности при сопоставлении установок различных конструкций.

7. Созданы новые суперкавитационные технологические аппараты, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения, и предложены схемы их использования, позволяющие снизить капитальные и эксплуатационные затраты и интенсифицировать производство примерно на 30 %. Разработана, исследована, усовершенствована и внедрена в производство новая конструкция комбинированного мокрого пылеуловителя, позволяющая достичь эффективности очистки 98,8 %, простого в изготовлении и эксплуатации.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: Монографии и учебные пособия

1. Кулагин, В. А. Моделирование двухфазных суперкавитационных потоков: монография / В. А. Кулагин, А. П. Вильченко, Т. А. Кулагина; ред. В. И. Быков. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001. - 187 с.

2. Витер, В. К., Кулагин, В. А. Крупномасштабные гравитационные гидродинамические трубы: монография // Кулагина, Т. А. Технологические суперкавитаци-онные аппараты и установки - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - Гл. 5. - С. 176-193.

3. Энциклопедия обращения с отходами: справ, изд. / А. И. Матюшенко, Т. А. Кулагина, Г. П. Крючков, Л. Н. Горбунова; ред. А. И. Матюшенко. -М.: Изд-во «Маджента», 2007. - 472 с.

4. Отходы производства и потребления: энциклопедический словарь-справочник: в 2-х т. Т. 1 / Т. А. Кулагина, Г. П. Крючков, А. И. Матюшенко и др.; ред. О. Н. Русак и Т. А. Кулагина. - М.: Изд-во «Маджента», 2007. - 426 с

5. Отходы производства и потребления: энциклопедический словарь-справочник: в 2-х т. Т. 2 / Т. А. Кулагина, Г. П. Крючков, А. И. Матюшенко и др.; ред. О. Н. Русак и Т. А. Кулагина. - М.: Изд-во «Маджента», 2007. - 466 с.

6. Кулагина, Т. А. Теоретические основы защиты окружающей среды: учеб. пособие / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко. - Красноярск: КГТУ, 1996. - 140 с.

7. Кулагина, Т. А. Теоретические основы защиты окружающей среды: учеб. пособие / Т. А. Кулагина. - 2-е изд., перераб. и доп. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003.-332 с.

8. Физика атмосферы и гидрофизика: учеб. пособие / Т. А. Кулагина, Б. Ф. Турутин, А. И. Матюшенко, В. А. Кулагин; ред. В. А. Кулагин. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - 499 с.

9. Гутенев, В. В. Экология техносферы: учеб. пособие для вузов / В. В. Гутенев, Т. А. Кулагина, О. Н. Русак и др. - М.: «Маджента», 2008. - 468 с.

Статьи, опубликованные в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК

10. Кулагина, Т. А. Экономическая эффективность осуществленных природоохранных мероприятий / Т. А. Кулагина, Л. А. Тарасова, О. А. Трошкин и др. // Химическое и нефтяное машиностроение. - 1992. - № 4. - С. 48-50.

Ц.Кулагин, В. А. Краевая задача обтекания решетки профилей в пузырьковом потоке жидкости / В. А. Кулагин, А. П. Вильченко, Т. А. Кулагина // Компрессорная техника и пневматика. - 1999. - № 3-4 (22-23). - С. 57-81.

12. Вильченко, А. П. Определение гидродинамических характеристик тел в условиях частичной или суперкавитации / А. П. Вильченко, В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина // Компрессорная техника и пневматика. - 1999. - № 3-4 (22-23). - С. 53-57.

13. Кулагина, Т. А. Использование термомеханических эффектов кавитации в различных технологических процессах / Т. А. Кулагина, В. А. Кулагин,

JI. В. Кулагина // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ). - 2005. - Т. 10. -№ 4. - С. 154-164.

14. Кулагина, Т. А. Повышение экологической безопасности теплотехнологи-ческих установок при переходе на водоугольное топливо / Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2006. - № 7. -С. 37-39.

15. Кулагина, Т. А. Типичные проблемы сжигания жидких топлив в топках малого объема на примере работы АБЗ / Т. А. Кулагина, О. Ка-ю-тин // Вестник КрасГАУ. - 2007. -№ 2 (17). - С. 153-157.

16. Кулагина, Т. А. Разработка режимов сжигания водотопливных смесей, получаемых путем кавитационной обработки / Т. А. Кулагина // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2007. -№ 2. - С. 28-31.

17. Баранова, М. П. Приготовление высококонцентрированных водоугольных суспензий из смесей углей различной степени метаморфизма / М.П. Баранова, Т. А. Кулагина // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАГОБ). - 2009. - Т. 14. - № 6. -С. 75-89.

18. Баранова, М. П. Водоугольные суспензии на основе комбинации углей обводненных месторождений Дальнего Востока / М. П. Баранова, Т. А. Кулагина // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ). - 2009. - Т. 14. -№6. -С. 89-100.

19. Кулагина, Т. А. Экологически чистая технология топливной утилизации низкометаморфизованных углей / Т. А. Кулагина, М. П. Баранова // Безопасность жизнедеятельности. - 2009. - № 4. - С. 34-36.

20. Баранова, М. П. Сжигание водоугольных суспензионных топлив из низкометаморфизованных углей / М. П. Баранова, Т. А. Кулагина // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. - № 9. - С. 12-14.

Статьи, опубликованные в других изданиях и за рубежом

21. Гршценко, Е. П. Пылеуловитель для асфальтобетонных заводов / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина // Теплообмен и гидродинамика. - Красноярск: КрПИ, 1989. - С. 92-94.

22. Грищенко, Е. П. Снижение вредных выбросов в атмосферу при производстве асфальтобетона / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина, Т. В. Сльппкина // Гидродинамика больших скоростей. - Красноярск: КрПИ, 1989. - С. 139-142.

23. Грищенко, Е. П. Мокрый пылеуловитель для асфальтобетонных установок / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина // Гидродинамика течений с тепломассообменом. - Ижевск: ИМИ, 1989.-Вып. 3.-С. 159-161.

24. Кулагин, В. А. Гидродинамический кавитационный смеситель для биомеханических исследований / В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Гидродинамика больших скоростей. - Красноярск: КрПИ, 1992. - С. 144-147.

25. Кулагина, Т. А. Выбросы взвешенных веществ при производстве асфальтобетона / В. П. Киселев, Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин II Гидродинамика больших скоростей. - Красноярск: КрПИ, 1992. - С. 101-105.

26. Кулагин, В. А. Кавитационный смеситель со специальным исполнением турбулизирующих элементов / В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина, Е. П. Гри-щенко. - Красноярск: ЦНТИ, 1995. - 5 с. (Информ. листок № 29).

27. Кулагина, Т. А. Комбинированный мокрый пылеуловитель для очистки газов АБЗ / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко // Вестн. КГТУ. Вып. 3. Гидродинамика больших скоростей. - Красноярск: КГТУ, 1996. - С. 164-166.

28. Грищенко, Е. П. Очистка дымовых газов от сернистого ангидрида / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина // Вестн. КГТУ. - Красноярск: КГТУ, 1997. -Вып. 8.-С. 168-173.

29. Кулагина, Т. А. Природоохранные и ресурсосберегающие технологии в теплоэнергетике / Т. А. Кулагина, В. М. Журавлев, С. А. Михайленко // Вестн. КГТУ. Вып. 14. Теплообмен и гидродинамика. - Красноярск: КГТУ, 1998. -С. 132-143.

30. Кулагина, Т. А. Применение расчетных методов определения вредных выбросов при производстве асфальтобетона / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: Красноярское краевое НТО, 1998. - Вып. IV. - С. 65-69.

31. Кулагина, Т. А. Экономичное использование воды в установках очистки дымовых газов / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко // Ресурсосбережение и экологическая безопасность: материалы докл. межрегион. НПК. - Смоленск: СНИО, 1998.-С. 37-38.

32. Кулагина, Т. А. Оценка эффективности мероприятий по защите окружающей среды / Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Вестн. Ассоциации выпускников КГТУ. - Красноярск: КГТУ, 1998. - С. 30-32.

33. Кулагина, Т. А. Топливоподготовка и физика горения обводненных топочных мазутов и водотопливных эмульсий / Т. А. Кулагина // Вестн. КГТУ. Вып. 14. Теплообмен и гидродинамика. - Красноярск: КГТУ, 1998. -С. 146-156.

34. Кулагина, Т. А. Актуализация проблемы защиты атмосферы от вредных выбросов / Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Вестн. Ассоциации выпускников КГТУ. - Красноярск: КГТУ, 1999. - Вып. 2. - С. 73-79.

35. Кулагина, Т. А. Суперкавитирующие крылья конечного размаха в пузырьковом потоке / Т. А. Кулагина, А. П. Вильченко, В. А. Кулагин // Вестн. Ассоциации выпускников КГТУ. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1999. - Вып. 3. -С. 64-68.

36. Вильченко, А. П. Решение задачи обтекания суперкавитирующих профилей сжимаемым потоком / А. П. Вильченко, В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина // Вестн. КГТУ. Вып. 18. Гидропривод машин различного технологического назначения. - Красноярск: КГТУ, 2000. - С. 164-170.

37. Кулагина, Т. А. Улавливание мелкодисперсных аэрозолей / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко, А. А. Мельников // Вестн. Ассоциации выпускников КГТУ. - Красноярск: КГТУ, 2000. - Вып. 4. - С. 94-96.

38. Кулагина, Т. А. Исследование хемосорбционных процессов очистки газовых потоков / Т. А. Кулагина. - Красноярск: КГТУ, 2002. - 12 с.

39. Кулагина, Т. А. Определение концентрации горючих и кислых компонентов в дымовом газе методом газовой хроматографии / Т. А. Кулагина. -Красноярск: КГТУ, 2002. - 19 с.

40. Кулагина, Т. А. Определение количества отходов производства и потребления промышленного объекта / Т. А. Кулагина. - Красноярск: КГТУ, 2002. - 59 с.

41.KuIagina, Т. A. The application of thermomechanical cavitational effects in various technologies / T. A. Kulagina, V. A. Kulagin // Cieplne Maszyny Przeply-wowe. Turbomachinery. - Lodz: Academicke Centrum Graficzno-Marketingowe, 2005. - № 128. - Vol. 2. - P. 333-344.

42. Кулагина, Т. А. Разработка пылеулавливающего оборудования асфальтобетонного завода / Т. А. Кулагина // Химическая техника. - 2005. -№ 12. - С. 27-29.

43. Kulagina, Т. A. Improvements in the ecological safety of thermal process plant on conversion to a water-carbon fuel / T. A. Kulagina // Chemical and Petroleum engineering. New-York: Kluwer Academic. - 2006. - Vol. 42. - № 7-8. -Pp. 372-375.

44. Кулагина, Т. А. Моделирование и анализ обтекания тел ограниченным потоком сжимаемой жидкости / Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Тр. КГТУ,-2006.-№ 1.-С. 123-145.

45. Кулагина, Т. А. Защита окружающей среды от выбросов асфальтобетонных производств применением водомазутного топлива, получаемого с использованием эффектов кавитации / Т. А. Кулагина // Тр. КГТУ. - 2006. - № 4. -С. 85-97.

46. Кулагина, Т. А. Особенности сжигания обводненных топочных мазутов и водотопливных эмульсий в топках малого объема / Т. А. Кулагина // Тр. КГТУ. - 2007. - № 1. - С. 85-95.

47. Kulagina, Т. A. Development of the burning modes for water-fuel compounds which were generated by the cavitation treatment means / T. A. Kulagina // Chemical and Petroleum engineering. New-York: Kluwer Academic. - 2007. - Vol. 43. -№ 1-2.-Pp. 372-375.

48. Kulagin, V. A. Nanotechnology cavitational effects in the heat-and-power engineering and other branches of production / V. A. Kulagin, L. V. Kulagina, T. A. Kulagina // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies 1 (2008) 76 - 85 [Журнал СФУ. Сер. «Техника и технологии», 2008 (1). С. 76 - 85].

Материалы научно-технических конференций

49. Кулагина, Т. А. Гидродинамические особенности сжигания жидких топлив и их влияние на выброс вредных веществ при производстве асфальтобетона / Т. А. Кулагина, Б. П. Грищенко, В. П. Киселев и др. // Гидродинамика больших скоростей: Тр. III Всесоюз. шк.-семинара. - Красноярск: КрПИ, 1987. -С. 131-135.

50. Грищенко, Е. П. Термогравиметрические исследования выбросов твердых частиц при сжигании твердого топлива / Е. П. Грищенко, В. П. Кисе-

лев, Т. А. Кулагина // Донские экологические чтения: сб. докл. Всесоюз. НТК. -Ростов-на-Дону, 1988. - С. 74-75.

51. Кулагин, В. А. Кавитационный гидродинамический эмульгатор / В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина // Гидродинамика больших скоростей: Тр. IV Всесоюз. шк.-семинара. - Чебоксары: ЧТУ, 1989. - С. 40-41.

52. Кулагина, Т. А. Влияние кавитационной обработки водомазутной смеси на процесс горения / Т. А. Кулагина, Е. П. Гршценко, В. А. Кулагин // Материалы докл. Всесоюз. семинара по электрофизике горения. - Чебоксары: ЧТУ, 1990. - С. 83-84.

53. Кулагина, Т. А. Методика и результаты определения вредных выбросов асфальтобетонных производств / Т. А. Кулагина // Проблемы экологии и ресурсосбережения. Экоресурс-1: материалы Всерос. НТК. Секция 2: Проблемы промышленной экологии. - Черновцы, 1990. - С. 105-106.

54. Кулагина, Т. А. Исследование и разработка способов снижения вредных выбросов асфальтобетонных производств / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищен-ко // Физические проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения: докл. I Междунар. симпоз. - Ижевск: ИМИ, 1992. - С. 72-74.

55. Кулагина, Т. А. Пути снижения загрязнения атмосферы при производстве асфальтобетона / Т. А. Кулагина // Физические проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения (в нефтегазовой отрасли и ТЭК): материалы III Междунар. симпоз. - Ижевск: ИМИ, 1997. - С. 75-78.

56. Кулагина, Т. А. Устройство очистки дымовых газов асфальтобетонных заводов / Т. А. Кулагина, Е. П. Гршценко // Достижения науки и техники - развитию города Красноярска: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: КГТУ, 1997. - С. 226-228.

57. Кулагина, Т. А. Обезвреживание атмосферных выбросов асфальтобетонных заводов / Т. А. Кулагина // Достижения науки и техники - развитию города Красноярска: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: КГТУ, 1997. - С. 223-225.

58. Кулагина, Т. А. Кавитационная технология как критическая в экологии и энергосбережении / Т. А. Кулагина И Ресурсосбережение и экологическая безопасность: Тр. II Междунар. НПК. - Смоленск: СНИО, 1999. - С. 53-58.

59. Кулагина, Т. А. Анализ современного пылеулавливающего оборудования асфальтосмесительного оборудования / Т. А. Кулагина // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: Красноярское краевое НТО, 1999. - Вып. V. - С. 135-162.

60. Кулагина, Т. А. Снижение вредных выбросов асфальтобетонных заводов / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко, О. А. Трошкин // Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов: докл. Всерос. НПК с междунар. участием: в 3-х ч. - Красноярск: КГТУ, 1999. -4.2.-С. 119-120.

61. Кулагина, Т. А. Определение гидродинамических характеристик тел в условиях частичной или суперкавитации в сжимаемом потоке / Т. А. Кулагина // Ресурсосбережение и экологическая безопасность: тр. II Междунар. НПК. - Смоленск: СНИО, 1999. - С. 132-133.

62. Кулагина, Т. А. Влияние кавитационной обработки на физические и физико-химические характеристики водомазутной эмульсии / Т. А. Кулагина // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсос-

бережения: труды Всерос. НПК. - Красноярск: Красноярское краевое НТО, 2000.-Вып. VI.-С. 93-96.

63. Кулагина, Т. А. Влияние кавитационной обработки на влажностно-дисперсные характеристики водомазутной эмульсии / Т. А. Кулагина // Проблемы использования канско-ачинских углей на электростанциях: сб. докл. Всерос. НПК. - М.: РАО «ЕС России», 2000. - С. 424-427.

64. Кулагина, Т. А. Повышение экобезопасности при сжигании водотоп-ливных эмульсий / Т. А. Кулагина // Проблемы экологии и развития городов: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: КГТУ. - 2000. - С. 10-12.

65. Кулагина, Т. А. Применение водоугольных суспензий для снижения вредных выбросов в теплоэнергетике / Т. А. Кулагина, А. Ю. Радзюк // Проблемы экологии и развития городов: сб. ст. по материалам II Всерос. НПК. - Красноярск: СибГТУ, 2001. - Т. 1. - С. 302-309.

66. Кулагина, Т. А. Окислы серы в атмосфере и пути их снижения / Т. А. Кулагина II Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов: докл. III Междунар. НПК. - Красноярск: КГТУ, 2001. - С. 124-126.

67. Кулагина, Т. А. Термический анализ водоугольных суспензий / Т. А. Кулагина // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: Красноярское краевое НТО, 2004. - Вып. X. - С. 46-58.

68. Kulagina, Т. A. The use of Thermomechanical Effects of Cavitation in Various Processes / T. A. Kulagina, V. A. Kulagin // Second International Summer Scientific School «High Speed Hydrodynamics». - Cheboksary, 2004. - P. 45-50.

69. Кулагина, Т. А. Повышение экологической безопасности технологий приготовления смесей на асфальтобетонных заводах / Т. А. Кулагина // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: ООО «Издательский центр «Платина», 2006. - Вып. XII. - С. 115-123.

70. Кулагина, Т. А. Оздоровление атмосферного воздуха промышленного микрорайона за счет модернизации асфальтобетонного производства / Т. А. Кулагина // Национальная конференция по энергетике НКТЭ-2006: материалы докл. - Казань, 2006. - С. 156-164.

71. Кулагина, Т. А. Критерий эффективности систем очистки атмосферных выбросов / Т. А. Кулагина // Экология и безопасность жизнедеятельности: материалы VI междунар. НПК. - Пенза: ТГУ, 2006. - С. 154-161.

72. Кулагина, Т. А. Оценка эффективности природоохранных мероприятий на основе эксплуатационных показателей газоочистного оборудования / Т. А. Кулагина // Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города: материалы Всерос. НПК. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - С. 84-90.

Авторские свидетельства

73. А. с. № 1195035 СССР, МКИ Б 03 В 11/00. Напорный бак стенда для исследования кавитации / В. М. Ивченко, В. А. Цибин., Т. А. Кулагина (СССР). - № 3750317; заявл. 01.06.84; опубл. 30.11.85, Бюл. № 44. - 2 с.

74. А. с. № 1416575 СССР, МКИ Б 21 В 1/36. Кавитационный реактор / С. А. Есиков, В. М. Ивченко, И. В. Кобзарь, Т. А. Кулагина (СССР). -№4184296; заявл. 16.01.87; опубл. 15.08.88, Бюл. № 30. - 4 с.

75. А. с. 1755906 СССР, МКИ В01Р5/00. Кавитационный смеситель / В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко (СССР). - № 4760709/26; заявл. 07.08.89; опубл. 23.08.92, Бюл. № 31. - 4 с.

Кулагина Татьяна Анатольевна Эффективность подготовительных процессов сжигания водотопливных смесей в топках малого объема Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Подписано в печать 19. 08. 2009. Заказ № 327. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 2. Тираж 150 экз.

Отпечатано в ИПЦ СФУ. 660074, Красноярск, ул. акад. Киренского, 28

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Взаимодействие энергоустановок с компонентами окружающей среды

1.2. Продукты сгорания топлив

1.3. Теория образования сажи при сжигании мазута

1.4. Топливоподготовка и физика горения обводненных топочных мазутов и водотопливных эмульсий

1.5. Водоугольные суспензии

1.6. Основные пути снижения выбросов загрязнителей с продуктами сгорания

1.7. Технология и оборудование производства асфальтобетона

1.8. Технологические аспекты гидродинамической кавитации

1.8.1. Физическая теория кавитирующей жидкости

1.8.2. Кинетика кавитационного воздействия

1.8.3. Разрушительные эффекты развитой кавитации

1.9. Развитие теоретических методов повышения эффективности кавитацион-ных аппаратов

1.10. Применяемые типы эмульгаторов

1.10.1 Механические перемешивающие устройства

1.10.2. Проточно-кавитационные реакторы

1.10.3. Суперкавитирующие (СК) насосы

1.11. Изменение физико-химических свойств воды под воздействием гидродинамической кавитации

1.12. Цели и задачи исследования

2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ КАВИТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

2.1. Феноменологическая модель механолиза воды х

2.2. Гидродинамические воздействия на жидкости, золи, растворы, смеси и твердые границы потоков

2.2.1. Задача сопряжения для пузырька в жидкости

2.2.2. Разрушительные эффекты развитой кавитации

2.2.3. Диспергация твердой фазы

2.3. Моделирование и анализ обтекания тел ограниченным потоком сжимаемой жидкости

2.4. Определение гидродинамических характеристик тел в условиях частичной кавитации или суперкавитации в сжимаемом потоке

2.4.1. Исходные условия к выбору определяющих уравнений

2.4.2. Краевая задача и модифицированное правило подобия

2.4.3. Суперкавитирующие профили

2.4.4. Решетка суперкавитирующих профилей в пузырьковом потоке жидкости

2.4.5. Суперкавитирующие крылья конечного размаха в пузырьковом потоке

2.4.6. Расчет течения в прочном кавитационном реакторе

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 173 3.1. Суперкавитационный миксер (эмульгатор)

3.1.1. Экспериментальный стенд для гидродинамических исследований

3.1.2. Лабораторный суперкавитационный стенд

3.2. Методика проведения измерений

3.3. Расчетно-теоретическое и экспериментальное исследование загрязнения атмосферы асфальтобетонной установкой

3.3.1. Методика оценки экологической обстановки

3.3.2. Термогравиметрический анализ образцов твердых частиц

3.3.3. Расчет валовых выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании топлива

3.3.4. Расчет валовых выбросов в атмосферу от складов инертных материалов и угля

3.3.5. Расчет выбросов углеводородов в атмосферу при производстве асфальтобетона

3.3.6. Расчет выбросов пятиокиси ванадия

3.3.7. Оценка загрязнения воздушного бассейна вредными выбросами

3.3.8. Хроматографический анализ отходящих газов

3.4. Оценка достоверности полученных результатов 204 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Влияние вида, качества и подготовки топлива на загрязнение воздушного бассейна

4.2. Теплофизические особенности сжигания кавитационнообработанных топ-ливноводяных смесей

4.2.1. Влияние различных факторов на влажностнодисперсные характеристики обводненных топочных мазутов, ВМЭ и процесс их сжигания

4.2.2. Модель кавитационного диспергирования смеси «вода-мазут»

4.2.3. Особенности горения водотопливных эмульсий

4.2.4. Физическая модель сжигания мазута и ВМЭ

4.2.5. Термогравиметрический анализ образцов твердых частиц

4.2.6. Сравнительные результаты

4.2.7. Исследование эффективности кавитационной подготовки водо-угольных суспензий в теплоэнергетике

4.2.8. Повышение экологической безопасности теплотехнологических установок при переходе на водоугольное топливо

4.2.9. Использование кавитационнообработанных эмульсий на базе моторных топлив

4.3. Физико-химическое воздействие гидродинамической кавитации на водные системы

4.4. Разработка пылеулавливающего оборудования

4.5. Выбор критерия экологической эффективности

4.6. Методика оценки экоэффективности системы очистки атмосферных выбросов

4.6.1. Оценка эффективности природоохранных мероприятий на основе эксплуатационных показателей газоочистной установки

4.6.2. Критерий экоэффективности систем очистки атмосферных выбросов 316 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 317 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 320 ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки технических и технологических решений, обеспечивающих высокоэффективное и экологически безопасное сжигание топлива в виде водотопливных смесей в теплотех-нологических установках. В значительной степени эффективность сжигания зависит от качества и физических свойств топливной смеси, которые в существенной мере определяются процессом топливоподготовки.

Обеспечение принципа энергоэффективности является одним из важнейших условий функционирования и дальнейшего развития современной промышленности. Начало научных основ энергосбережения положили работы Р. Б. Ахмедова,

B. И. Доброхотова, А. Д. Ключникова, А. А. Макарова, Л. А. Мелентьева,

C. И. Коновальцева и др. Проведенный анализ научных и технических публикаций позволяет заключить, что наиболее важной проблемой является развитие интенсивного энергоресурсосбережения, потенциал экстенсивных методов в значительной мере исчерпан.

Практически существуют два альтернативных пути ресурсной и, что не менее важно, экологической эффективности жизнедеятельности: реконструкция существующих технологических процессов на принципах построения малоотходных производств и безотходных комплексов; интенсификация производства полезного продукта при одновременном снижении потребления энергетических и материальных ресурсов в результате использования новых наукоемких технологий.

Использование органического топлива является основным источником энергии различных теплотехнологических процессов. В работах Г. Н. Делягина, Н. В. Лаврова, В. И. Мурко, Э. И. Розенфельда, Л. М. Цирульникова и др. отмечается, что качество сжигания мазутов и водомазутных эмульсий существенно зависит от дисперсионных характеристик топлива. Серьезным препятствием на пути широкого применения водомазутной эмульсии (ВМЭ) или водоугольной суспензии (ВУС) является сложность управления реологическими и другими физико-химическими параметрами на этапах производства, транспортировки и сжигания. Интенсификация процессов получения водотопливных смесей возможна с помощью эффектов кавитации, позволяющих оптимизировать их качество и более точно обеспечивать режимы сжигания с целью увеличения полноты сгорания топлива и подавления образования вредных веществ в технологических выбросах непосредственно в источнике их образования. Поэтому задачи совершенствования теплофи-зических и гидродинамических процессов при сжигании топлива, топливоподготовки с использованием двухфазных топливно-водяных эмульсий (суспензий), улучшения технологических режимов работы топочных устройств с учетом выбросов вредных веществ актуальны и имеют большое научное и практическое значение.

Проблемы организации эффективного сжигания топлив и топливоподготовки на базе критической кавитационной технологии, очистки выбросов, совершенствование методов оценки предотвращенного ущерба определяют комплексный характер исследований данной работы.

Работа выполнена по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники РФ Пр — 577 «Энергосберегающие технологии», критические технологии «Производство электроэнергии и тепла на органическом топливе», «Системы жизнеобеспечения и защиты человека», «Энергосбережение», а также в рамках научных исследований по Всероссийской программе: «Энергосбережение Минобразования РФ» (2003-2005 гг.), Международному проекту ТАС18 по энергосбережению (1998-2000 гг.) и Программе Красноярского краевого экологического фонда (1999-2001 гг.).

Объект исследования — топочные устройства малого объема на примере топочного оборудования сушильных барабанов асфальтобетонных заводов (АБЗ).

Предмет исследования — технологические процессы подготовки водотоп-ливных смесей, получаемых на базе эффектов кавитации.

Цель диссертационной работы состоит в разработке теоретических основ и технических решений по повышению эффективности подготовительных процессов сжигания водотопливных смесей в топочных устройствах теплотехнологи-ческих систем на основе существенного дополнения и научного обобщения результатов исследований в области кавитационной технологии с учетом снижения вредных выбросов в атмосферу.

Задачи исследований:

1.Установить факторы, определяющие эффективное распыливание и сжигание ВМЭ и ВУС в топках малого объема, обосновать использование эффектов кавитации в качестве способа получения стабильных водотопливных смесей;

2.Провести анализ влияния теплофизических и физико-химических механизмов кавитационной обработки на технологические процессы топливоподго-товки. Сформулировать модели кавитационного воздействия, механотермолиза и образования эмульсий, суспензий, а также смесей многокомпонентных сред с учетом реологических свойств взаимодействующих веществ;

3.Экспериментально определить свойства обрабатываемых сред в зависимости от параметров и режимов работы оборудования и средств их реализации при отработке технологических процессов получения воды с модифицированными физико-химическими особенностями и водотопливных эмульсий;

4.Выявить параметры получаемых водотопливных эмульсий и суспензий (дисперсность, водосодержание, размер твердой фазы) и оценить их влияние на качество сжигания в теплотехнологических установках;

5.Разработать методы расчета и создать конструкции технологических аппаратов энергоэффективной обработки многокомпонентных сред для получения водотопливных смесей;

6.Разработать методики оценки предотвращенного экологического ущерба при реконструкции существующих производств и проведении природоохранных мероприятий.

Методика исследования. Для решения поставленных задач использованы аналитические и численные методы решений математических моделей. Разработаны и изготовлены экспериментальные стенды, проведены натурные и модельные физические исследования.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту:

1.Установлен тепло физический механизм сжигания водотопливных смесей, основанный на вторичном дроблении капель топлива в реакционном объеме; выявлена закономерность влияния размеров капель водотопливных эмульсий (суспензий) на процессы тепломассообмена, полноту сгорания топлива и выход вредных веществ в технологических выбросах теплотехнологических установок;

2.Разработаны феноменологические модели кавитирующей жидкости и ме-ханотермолиза воды, заключающиеся во взаимодействии полей высоких температур и давлений, образующихся при схлопывании кавитационных микропузырьков;

3.С помощью физического и математического моделирования обоснованы и реализованы энергоресурсосберегающие технологические режимы получения ВМЭ и ВУС. Впервые получены экспериментальные зависимости влияния параметров технологических процессов топливоподготовки (температуры, скорости, давления, времени обработки, числа кавитации, дисперсности, концентрации, во-досодержания, тепломассообмена) на структурные и физико-химические свойства воды и водотопливных эмульсий: выявлено, что наибольшая интенсивность кави-тационного воздействия осуществляется при числах кавитации % & 0,2, что соответствует оптимальным размерам кавитационных пузырьков с точки зрения их эрозионной активности;

4.Предложены и реализованы методики расчета двухфазного суперкавита-ционного обтекания лопастных и неподвижных кавитаторов газожидкостным пузырьковым потоком с учетом сжимаемости, позволяющие на стадии проектирования определять рациональные режимы работы и конструктивные размеры технологических аппаратов для обработки водотопливных смесей и других многокомпонентных сред в различных отраслях производства;

5.Разработана методика оценки предотвращенного экономического ущерба при проведении природоохранных мероприятий, учитывающая различные технологические и конструктивные особенности пылеочистных систем; найден критерий оценки экоэффективности при сопоставлении установок различных конструкций.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что выполненные исследования позволили научно обосновать технические решения, внедрение которых способствует не только повышению эффективности и экологической безопасности сжигания ВМЭ и ВУС в топочных устройствах теплотехнологических установок, но и имеет важное значение при решении проблем энергоресурсосбережения в других технологических процессах, где требуется получение гомогенных гетерофазных смесей.

Внедрение результатов работы проведено Хакасавтодором (Красноярский край, Хакасия) в рамках выполненной в 1989-92 годах х/д НИР «Охрана атмосферы и предложения по предельно допустимым и временно согласованным выбросам для предприятий Хакасавтодора», а также разработанные технологические системы топливоподготовки и пылеочистки внедрены в разные годы на следующих предприятиях:

- Копьевское ДРСУ Хакасавтодора (1992 г.; фактический экономический эффект составил 450 тыс. руб.);

Березовское ДРСУ Красноярскавтодора (1995 г.; фактический экономический эффект составил 1500 тыс. руб.);

- ОАО «ДПМК Красноярская» (1999 г.; фактический экономический эффект составил 2500 тыс. руб. в текущих ценах).

Технология и оборудование топливоподготовки (ВМЭ и ВУС) используются в технологических процессах отопительных котельных ООО «Красноярский жилищно-коммунальный комплекс» (2007 г.).

Социальный эффект от использования разработок заключается в снижении воздействия на природную среду, улучшении условий труда.

Основные результаты работы и практические рекомендации приняты к внедрению Решением НПК «Достижения науки и техники — развитию города Красноярска» (1997 г.), Решением Всероссийской НПК с международным участием «Достижения науки и техники — развитию сибирских регионов» (1999 г.) и включены в программу «Энергосбережение в Красноярске на 2000 — 2005 гг.».

Производство малых серий различных кавитационных аппаратов освоено в «ОНО Красноярский опытный завод ГОСНИТИ Россельхозакадемии» (с 1998 г.).

Основные положения и рекомендации диссертационной работы были учтены при разработке Концепции энергосберегающей политики в Красноярском крае (утверждена постановлением администрации Красноярского края от 18.10.99 № 664-п).

Научные результаты исследований использованы в учебном процессе (19962006 г.) при разработке курсов лекций и создании учебных пособий (с грифом Минобразования РФ) в Политехническом и Инженерно-строительном институтах Сибирского федерального университета, а также в научно-исследовательской деятельности Теплоэнергетического факультета СФУ.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается комплексным характером исследования, обоснованными расчетными схемами и математическими моделями двухфазных суперкавитационных течений, базирующихся на фундаментальных законах физики, гидрогазодинамики, теплофизики, и подтверждается метрологическими характеристиками использованного оборудования и приборов, удовлетворительным совпадением результатов расчета с экспериментальными данными. Выводы достаточно хорошо коррелируют с результатами, полученными другими исследователями, и не противоречат физическим закономерностям в смежных областях знаний.

Апробация работы. Основные положения работы, результаты теоретических, вычислительных и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на III и IV Всесоюзной школе-семинаре «Гидродинамика больших скоростей» (Красноярск, 1987; Чебоксары, 1989), Донских экологических чтениях (Ростов-на-Дону, 1988), Всесоюзной НТК «Проблемы экологии и ресурсосбережения. Экоресурс-1» (Черновцы, 1990), XIII Всесоюзном семинаре по электрофизике горения (Чебоксары, 1990), I и III Международном симпозиуме «Физические проблемы экологии природопользования и ресурсосбережения» (Ижевск, 1992; 1997), Республиканской НТК «Актуальные проблемы механизации дорожного строительства»(С.-Петербург, 1992), НПК «Достижения науки и техники - развитию города Красноярска» (Красноярск, 1997), Всероссийской НТК «Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения» (Красноярск, 1998; 1999; 2000; 2004; 2005; 2006), I, II и III Всероссийской НПК с международным участием «Достижения науки и техники — развитию сибирских регионов» (Красноярск, 1999; 2000; 2001), НПК «Проблемы отходов производства и потребления. Пути их решения в Красноярске» (Красноярск, 1999), I и II Международных НПК «Ресурсосбережение и экологическая безопасность» (Смоленск, 1998, 1999), Всероссийской НПК «Проблемы использования Канско-Ачинских углей на электростанциях» (Красноярск, 2000), I и II Всероссийской НПК «Проблемы экологии и развития городов» (Красноярск, 2000; 2001), I, II, HI, IV, V, VI и VII Всероссийской НПК по проблемам энергоресурсосбережения (Красноярск, 2000; 2001; 20002; 2003; 2004; 2005, 2006), Научно-практическом семинаре «Разработка механизмов взаимодействия различных субъектов городского сообщества для обеспечения экологической безопасности городской среды» (Красноярск, 2001), II Международной летней школе-семинаре «Гидродинамика больших скоростей» (Чебоксары, 2004), 4-ом Международном конгрессе по управлению отходами «ВэйстТэк-2005» (Москва, 2005), International SYMKOM' 05 (Poland, Lodz, 2005), Национальной конференции по энергетике НКТЭ-2006 (Казань, 2006), IX Международной летней научной школе «Гидродинамика больших скоростей и численное моделирование» (Кемерово, 2006).

Отдельные результаты работы экспонировались на Международной выставке в Польше (Лодзь, 2005), на Всероссийской выставке с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 1999; 2000; 2001) и выставке «Достижения науки и техники - развитию города Красноярска» (Красноярск, 2000; 2002; 2003; 2004; 2005; 2006).

Личный вклад автора. Автору принадлежат постановка проблемы и задач исследований, разработка, обоснование и формулировка всех положений, определяющих научную новизну и практическую значимость, постановка экспериментов, анализ и обобщение результатов, формулировка выводов и рекомендаций для принятия решений. В совместных публикациях автору принадлежит до 80-90 % результатов исследований.

Автор выражает искреннюю признательность докт. техн. наук, профессору инициировавшему развитие данного научного направления; ака

В. М. Ивченкс демику АН УССР Г. В. Логвиновичу; докт. техн. наук, профессору О. А. Трошкину; докт. физ.-мат. наук, профессорам В. М. Журавлеву и В. С. Славину за постоянное внимание и поддержку исследований; докт. техн. наук, профессору В. А. Кулагину, совместные исследования с которым способствовали формированию изложенных в диссертации положений.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 76 печатных работ, из которых две монографии, два научных справочных издания, четыре учебных пособия, 12 статей в периодических изданиях из перечня ВАК, 28 - в других изданиях, 24 работы в трудах Всесоюзных, Всероссийских и Международных научно-технических конференций, три авторских свидетельства на изобретения (СССР).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ позволяет получить существенный энерго- и ресурсосберегающий эффект (до 30 %) с высокой степенью экологической безопасности;

2. Разработаны и реализованы математические модели двухфазных супер-кавитационных потоков в технологических аппаратах при обтекании одиночного профиля, решеток пластин и профилей, а также при течении в проточном реакторе. На основе математического моделирования и результатов экспериментальных исследований предложены новые методы расчета технологических аппаратов топливоподготовки, позволяющие в процессе проектирования производить оценку и выбор режимов работы и технологических параметров производства с учетом выполнения условий энергоэффективности, экологической безопасности и иных специфических особенностей технологических процессов;

3. Установлено, что при воздействии на воду полей высоких давлений (до 100 МПа) и температур (до 2000 °С), образующихся при схлопывании кавита-ционных микропузырьков, возникает явление механотермолиза - в воде инициируются механохимические реакции с образованием О2, Н2, Н2О2, ОН- (в ходе рекомбинации радикалов), в результате деструкции образуются свободные водородные связи, возникает явление хемилюминесценции, что, в свою очередь, влечет за собой изменение электропроводности, поверхностного натяжения, кислородосодержания и рН среды; время релаксации указанных свойств до 7-10 суток позволяет использовать их в различных технологических процессах. Выявлено, что наибольшая интенсивность кавитационного воздействия осуществляется при числах кавитации % да 0,2, что соответствует размерам кавитаци-онных пузырьков Я = 20—50 мкм, характеризующихся наибольшей эрозионной активностью;

4. При сжигании водомазутной эмульсии, полученной в результате кави-тационной обработки, распределение капель по фракциям становится более равномерным. За счет вторичного дробления капель в топочном объеме увеличивается полнота сгорания топлива и, как следствие, происходит снижение са-жеобразования. Наибольший эффект достигается при размерах капель воды в ВМЭ да 1—1,5 мкм с водосодержанием 15—20 %: концентрация N0* снижается в 2-5 раз, сернистого ангидрида - в 2-4 раза, содержание сажи в выбросах - до 0,75 % по твердым составляющим; в источнике подавляется образование СО, СН4 и бенз(а)пирена. Получены характеристики основных показателей процесса осаждения водной фазы в топочном мазуте М100 в зависимости от концентрации и дисперсности водной фазы, температурного и временного факторов. Замена мазута на ВМЭ приводит к снижению неравномерности температурного поля в топочном объеме до АТ да 0,04. На этой основе предложены новые энергоэффективные технологические режимы топливоподготовки. Показано, что гидродинамическая кавитационная диспергация является наиболее целесообразной по сравнению с другими способами топливоподготовки. Предлагаемая обработка оказывается примерно в 10-15 раз экономичнее по удельным показателям;

5. Выявлены зависимости физических параметров ВУС (поверхностное натяжение, электропроводность, кислотность, седиментационные и фильтрационные характеристики, гранулометрический состав и др.) от режимных параметров кавитационной обработки, позволяющие разрабатывать режимы приготовления ВУС с приемлемыми < для использования в теплотехнологических установках параметрами. Предложен метод получения ВУС без использования химических добавок и пластификаторов. Получена водоугольная суспензия, имеющая динамическую вязкость 1,35^-1,40 Па-с при скорости сдвига 9 с"1, се-диментационную устойчивость более 10 суток, =9499,2 кДж/кг (2268,7 ккал/кг) для Сы = 44,1 % (Ср =65,8 %) и ^ =9742,9 кДж/кг (2326,9 ккал/кг) для Са = 45 % (Ср - 67,2 % ), что позволяет эффективно применять ее в тепло-технологических установках;

6. Разработана новая методика оценки предотвращенного экономического ущерба' при- проведении природоохранных мероприятий, учитывающая различные технологические и конструктивные особенности пылеочистных систем. Предложен критерий оценки эффективности при; сопоставлении установок различных конструкций;

7. Созданы новые суперкавитационные технологические аппараты и схемы> их использования в различных производствах, защищенные авторскими свидетельствами < на изобретения, позволяющие снизить капитальные и эксплуатационные затраты ^интенсифицироватьпроизводство примерно на 30 %. Разработана; исследована, усовершенствована и внедрена в производство новая, конструкция комбинированного мокрого пылеуловителя; позволяющая достичь эффективности очистки 98,8 %, простого в изготовлении и эксплуатации.

1. A.C. 1136845 СССР, MKH4D 21 В 1/36.

2. А. с. 1287934 СССР, МКИ4 В 01 119/00, D 21 В 1/36.

3. А. с. 1416575 СССР, МКИ4 D 21 В 1/36.

4. А. с. 1755906 СССР, МКИ B01F5/00. Кавитационный смеситель / Кулагин В .А., Кулагина Т. А., Грищенко Е. П. № 4760709/26; заявл. 07.08.89; опубл. 23.08.92, бюл. №31.-4 с.

5. А. с. 467158 СССР, МКИ4 D 21 В 1/36.

6. А. с. 512076 СССР. Устройство для приготовления строительных растворов / Ю.Г. Веригин, П.А. Антропова. Опубл. в БИ. 1976. № 16.

7. А. с. № 1195035 СССР, МКИ F 03 В 11/00. Напорный бак стенда для исследования гидротурбин / Иванов В. Г., Цибин В. А., Кулагина Т. А. (СССР). № 3750317; заявл. 01.06.84; опубл. 30.11.85, бюл. № 44. -2 с.

8. А. с. № 1416575 СССР, МКИ D 21 В 1/36. Кавитационный реактор / Еси-ков С. А., Ивченко В. М., Кобзарь И. В., Кулагина Т. А. (СССР). № 4184296; заявл. 16.01.87; опубл. 15.08.88, бюл. № 30. -4 с.

9. А. с. № 1755906 СССР, МКИ B01F5/00. Кавитационный смеситель / Кулагин

10. B. А., Кулагина Т. А., Грищенко Е. П. № 4760709/26; заявл. 07.08.89; опубл. 23.08.92, бюл. №31.-4 с.

11. А.с. 4671559 СССР. Кавитационный реактор / В.М. Ивченко, А.Ф. Немчин. Опубл. в БИ. 1975. № 14.

12. A.c. 471469 СССР. Кавитационный аппарат / В.М. Ивченко,А.Ф. Немчин. Опубл. в БИ. 1975. № 19.

13. А.С. 593724 СССР. Смеситель-растворитель / А.Ф. Немчин и др. Опубл. в БИ. 1978. № 7.

14. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1986. 303 с.

15. Авдеева, А. В. Получение серы из газов / А. В. Авдеева. — М.: Металлургия, 1977.- 172 с.

16. Авдуевский и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетной технике. М.: Оборонгиз, 1960.

17. Агранат, Б. А. Исследование эрозионной активности акустической кавитации в органических растворителях / Б. А. Агранат // Акуст. журн — 1983. — Т. 29. — № 5. —1. C. 577-579.

18. Агранат Б.А. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, H.H. Хавский, Г.И. Эскин. М.: Высшая школа, 1987. 352 с.

19. Айвени Р. Д., Хэммит Ф. Г. Численный анализ явления схлопывания кавита-ционного пузырька в вязкой жидкости // Тр. ASME. Сер. D. Теоретические методы инженерных расчетов. 1965. № 4. С. 140-150.

20. Айзатуллин Т.А. и др. Океан. Активные поверхности и жизнь / Т.А. Айзатул-лин, В.Л. Лебедев, K.M. Хайлов / Под ред. В.И. Беляева. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 192 с.

21. Аксенов, И. Я. Транспорт и охрана окружающей среды / И. Я. Аксенов, В.И. Аксенов. -М.: Транспорт, 1986. 176 с.

22. Акуличев В. А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. М.: Наука, 1978. 280 с.

23. Алексеев Г.Н. Энергоэнтропика. М.: Знание, 1983. 192 с.

24. Альев, Г.А. Отрывное обтекание конуса трансзвуковым потоком воды // Изв. АН СССР, МЖГ, 1983, № 2. С. 152-154.

25. Ахмедов, Р. Б. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив / Р. Б. Ахмедов, Jl. М. Цирульников. Д.: Недра, 1984. - 283 с.

26. Баранова М. П. Совершенствование технологии получения водоугольных суспензий: автореф. дисс. .канд. техн. наук; КГТУ, рук. работы В. А. Кулагин. Красноярск, 2006. 20 с.

27. Бабий В.И., Барбаш В.М., Степашкина В.А. Влияние влажности и зольности водоугольной суспензии на процессе воспламенения и выгорания капель суспензий.

28. Бабий В.И., Кузина И.И., Вдовиченко B.C., Барбаш В.М. Интенсификация процесса горения водоугольной суспензии с помощью присадок // Электрические станции, 1991. №11. С. 6.

29. Бердичевский Е. Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник, 1984. 224 с.

30. Балацкий, О. Ф. Экономика и качество окружающей среды / О. Ф. Балацкий, J1. Г. Мельник, А. Ф. Яковлев. Д.: Гидрометеоиздат, 1984. — 192 с.

31. Бардеев, С. В. Исследование рабочего процесса асфальтосмесителя непрерывного действия: автореферат дисс. . канд. техн. наук. / С. В. Бардеев; Харьков, 1980. -24 с.

32. Батуев, С. П. Снижение вредных выбросов при сжигании газа и мазута в производственно-отопительных котлах типа ДКВР: автореф дисс. . канд. техн. наук. / С. П. Батуев; Д.: ЛИСИ, 1987. 20 с.

33. Белецкий B.C., Борейко М.К., Сергеев П.В. Электрогенетические свойства гидравлически транспортируемого угля // ХТТ, 1989. № 5 . С. 121-124.

34. Белолипецкий, В. М. Математическое моделирование в задачах окружающей среды / В. М. Белолипецкий, Ю. И. Шокин. Новосибирск: Изд. «ИНФОЛИО-пресс», 1997.-240 с.

35. Белосельский Б.С., Новицкий Н.В., Валишин А.Г. Исследование электрических свойств водно-угольных суспензий // Теплоэнергетика, 1986. № 7. С. 42-44.

36. Белоцерковский, С. М., Численные методы в сингулярных интегральных уравнениях / С. М. Белоцерковский, И. К. Лифанов. М.: Наука, 1985. - 256 с.

37. Биркгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. М.: Мир, 1964. 466 с.

38. Борщев, Д. Я. Защита окружающей среды при эксплуатации котлов малой мощности / Д. Я. Борщев, А. Н. Воликов. — М.: Стройиздат, 1987. — 160 с.

39. Брагинский, JI. Н. Перемешивание в жидких средах / JI. Н. Брагинский, В. И. Бегачев, В. М. Барабаш. Л.: Химия, 1984. - 336 с.

40. Буевич Ю.А., Будков В.В. О механизме образования пузыря при истечении газа в жидкость из круглого отверстия // Теоретич. основы химич. технологии, 1971. Т. 5. № 1.С. 74-83.

41. Бурдуков А.П., Емельянов A.A., Попов В.И., Тарасенко С.Н. Исследо-вание реодинамики и горения композиционных водоугольных суспензий // Теплоэнергетика, 1997. № 6. С. 58-62.

42. Вернадский, В. И. Биосфера //В. И. Вернадский. Избранные тр. по биогеохимии.-М., 1967.-С. 3-23.

43. Вильченко А. П., Кулагин В. А., Кулагина Т. А. Определение гидродинамических характеристик тел в условиях частичной или суперкавитации в сжимаемом потоке // Компрессорная техника и пневматика. 1999. № 3-4 (22-23). С. 35^42.

44. Воинов О. В., Петров А. Г. Движение сферы переменного объема в идеальной жидкости около плоской поверхности // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1971. №5. С. 94-103.

45. Воинов О. В., Петров А. Г. Функция Лагранжа газового пузырька в неоднородном потоке//ДАН СССР. 1973. Т. 21. С. 1036-1039.

46. Воликов, А. Н. Сжигание газового и жидких топлив в котлах малой мощности / Л.: Недра,, 1989. 160 с.

47. Волновые процессы в двухфазных средах: Сборник научных трудов / Под ред. В. Е. Накорякова. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1980. 130 с.

48. Волынский М.С. Необыкновенная жизнь обыкновенной капли. М.: Знание, 1986. 144 с.

49. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем // Сб. второго Всесоюзного совещания. М.: Цветметинформация, 1971. 316 с.

50. Вопросы физики кипения / А. П. Смирнов и др. М.: Мир, 1964. 460 с.

51. Воробьев, О. Г. Методические рекомендации по расчету экономического эффекта от внедрения природоохранных мероприятий в промышленности минеральных удобрений / О. Г. Воробьев, В. М. Кириллов. Л.: ЛенНИИГипрохим, 1986. - 56 с.

52. Временная типовая методика определения экономической эффективности населения природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству, загрязнением окружающей среды. М.: Экономика, 1986.-152с.

53. Встреча на высшем уровне «Планета Земля» Программа действий // Повестка дня на 21 век и др. докум. конф. в Рио-де-Жанейро / Сост. М. Киттинг. Женева: SRO-Kundig S.A., 1993.-70 с.

54. Габуда С.П. Связанная вода. Факты и гипотезы. Новосибирск: Наука, 1982. 160 с.

55. Гаврилин К.В. Угли КАТЭКа как сырье для различных направлений переработки //ХТТ, 1989. № 1. С. 3-10.

56. Гаврилов Л.Р. Содержание свободного газа в жидкостях и методы его измерения // Физика и техника мощного ультразвука. М.: Наука, 1970. С. 395-426.

57. Гельфер, Г. А. Строительство и эксплуатация городских дорог / Г. А. Гельфер. -М.: Стройиздат, 1977.-240 с.

58. Гилод, В. Я. Сжигание мазута в металлургических печах / В'. Я. Гилод. М.: Металлургия, 1973. - 312 с.

59. Гирусов, Э. В. Экология и экономика природопользования / Под ред. проф. Э.В. Гирусова. М.: Закон и право, ЮНИТИ, 1998. - 455 с.

60. Гительман, Л. Д. Экономический механизм региональной экономической политики / Л. Д. Гительман. Екатеринбург: УрО РАН. 1997. — 255 с.

61. Голованова, Л. Г. Экспериментальное исследование, уточнение и развитие некоторых положений асфальтового бетона, применяемого в строительстве: дисс. . канд. техн. наук / Л. Г. Голованова; М., 1969. 484 с.

62. Горчаков, Г. И. Строительные материалы / Г. И. Горчаков. М.: Высшая школа, 1981.-412 с.

63. Гринцевич, В. И. Использование кавитационно-обработанных жидкостей для снижения расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания / В. И. Гринцевич, М. Г. Руденко // Гидродинамика больших скоростей. Красноярск. КрПИ, 1982. — С. 19-21.

64. Гриценко, А. И. Экология. Нефть и газ / А. И. Гриценко, Г. С. Акопова, В. М. Максимов. М.: Наука, 1997. - 598 с.

65. Грищенко, Е. П. Актуальные мероприятия по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина // Тез. докл. юбилейной конф. Госкомприроды. Крансоярск, 1998. - С. 23-26.

66. Грищенко, Е. П. Влияние кавитационной обработки водомазутной смеси на процесс горения / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина, В.А. Кулагин // Тез. докл. Всесо-юзн. семинара по электрофизике горения. Чебоксары: ЧГУ, 1990. - С. 83-84.

67. Грищенко, Е. П. Выбросы взвешенных веществ при производстве асфальтобетона / Е. П. Грищенко, В. П. Киселев, Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Гидродинамика больших скоростей. — Красноярск: КрПИ, 1992. — С. 101—105.

68. Грищенко, Е. П. Мокрый пылеуловитель для асфальтобетонных установок / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина // Гидродинамика течений с тепломассообменом. Вып. 3.-Ижевск: ИМИ, 1989.-С. 159-161.

69. Грищенко, Е. П. Очистка дымовых газов от сернистого ангидрида / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина // Вестник КГТУ. Вып. 8. Красноярск: КГТУ, 1997. - С. 168-173.

70. Грищенко, Е. П. Пылеуловитель для асфальтобетонных заводов / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина // Теплообмен и гидродинамика. — Красноярск: КрПИ, 1989. -С. 92-94.

71. Грищенко, Е. П. Снижение вредных выбросов в атмосферу при производстве асфальтобетона / Е. П. Грищенко, Т. А. Кулагина, Т. В. Слышкина // Гидродинамика больших скоростей. Красноярск: КрПИ, 1989. - С. 139-142.

72. Грищенко, Е. П. Термогравиметрические исследования выбросов твердых частиц при сжигании твердого топлива / Е. П. Грищенко, В. П. Киселев, Т. А. Кулагина // Донские экологические чтения: Сб. докл. Республ. НТК. Ростов-на-Дону, 1988.-С. 74-75.

73. Грудников, И. В. Современная технология производства окисленных битумов / И. В: Грудников. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1980. - 53 с.

74. Грушко, И. М. Дорожно-строительные материалы / И. М. Грушко. М.: Транспорт, 1983. - 383 с.

75. Грушко, Я. М. Вредные неорганические соединения в промышленных выбросах в атмосферу / Я. М. Грушко. Справ, изд. JL: Химия, 1987. — 197 с.

76. Гузевский JL Г. Численный анализ кавитационных течений // Препринт № 40-79. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1979. 36 с.

77. Делягин, Г. Н. и др. Совершенствование водоугольного топлива и перспективы его применения. М.: ВНИИОНЭГ, 1993. - 32 с.

78. Дегтяренко Т.Д., Завгородний В.А., Макаров<А.С., Гамера A.B. Особенности получения высококонцентрированных водоугольных суспензий из малозольных углей //ХТТ, 1989. № 5. С. 99-108.

79. Дегтяренко Т.Д., Завгородний В.А., Васильева В.В., Макаров A.C. Свойства высококонцентрированных водоугольных суспензий с добавкой лигносульфата и щелочного компонента // ХТТ, 1988. № 3. С. 81-85.

80. Демидов Ю.В., Бруер Г.Г., Колесникова С.М. Получение высококонцентрированных водоугольных суспензий из бурых углей Канско-Ачинского бассейна // Обзор ЦНИИЭИУголь. М., 1994. С. 123-134.

81. Денисов, В. Н. Машины и оборудование для приготовления нового и регенерации старого асфальтобетона / В. Н. Денисов, В: А. Самуилов. М.: ЦБНТИМин-жилкомхоз РСФСР, 1979. - 83с.

82. Дерпгольц В.Ф. Мир воды. Л.: Недра, 1979. 254 с.

83. Другов, Ю. С. Методы анализа загрязнений воздуха / Ю. С. Другов. — М.: Химия, 1984.-384с.

84. Евтушенко Е.А., Нохдренко Г.В., Овчинников Ю.В. и др. Новая технология использования твердого топлива в энергетике // Материалы Международной НПК «Экология энергетики-2000». М.: МЭИ, 2000. С. 303-305.

85. Егоров, В. А. Математические модели глобального развития. JL: Гидроме-теоиздат, 1980. 192 с.

86. Елишевич А.Т., Корженевская Н.Г., Самойлик В.Г., Хилько C.JI. Исследование влияния содержания минеральных примесей на реологические свойства водоугольных суспензий // ХТТ, 1988. № 5. С. 130-133.

87. Есиков С. А., Кулагин В. А., Лаврик Н. Л. Кавитационное воздействие с образованием метастабильных свойств воды и водных растворов // Гидродинамика больших скоростей. КрПИ. Красноярск, 1987. С. 20-27.

88. Есиков, С. А. Получение тонкодисперсных водотопливных эмульсий в режиме кавитации / С. А. Есиков, И. М. Блянкинштейн // Вестник КГТУ. Вып. 3. Гидродинамика больших скоростей (теплоэнергетика). Красноярск, 1996.С. 16-22.

89. Ефремов, И. И. Влияние свободной поверхности и твердых стенок на кавитационное течение / И. И. Ефремов, В. М. Роман // Hey ст. течения воды с большими скоростями (Тр. Межд. симпозиума УНТАМ, Л., 1971) М.: Наука, 1973. С. 165— 172.

90. Ефремов, И. И. Линеаризованная теория кавитационного обтекания / И. И. Ефремов. Киев: Наук, думка, 1974. - 156 с.

91. Заграй Я.М., Симонов H.H., Сигал В.Л. Физико-химические явления в ионных системах. Киев: Выща шк. Головное изд-во, 1988. 252 с.

92. Зажигаев, Л. С. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / Л. С. Зажигаев, А. А. Кишьян, Ю. И. Романников. М.: Атомиздат, 1978. - С. 66-68.

93. ЮО.Зайдель, А. Н. Ошибки измерений физических величин / А. Н. Зайдель. Л.: Наука, 1974.- 108 с.

94. Зацепина Г. Н. Физические свойства и структура воды. М.: Изд-во МГУ, 1987. 171 с.

95. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справ, изд.: В 2-х ч. / Под. ред. С. Калверта, Г.М. Инглунда. М.: Металлургия, 1988. 760 е., 712 с.

96. Защита воздушного бассейна: Техника для предотвращения пылегазовых выбросов // Аналитический патентно-статистический обзор. М.: ВНИИПИ, 1990. 92 с.

97. Золотарев В.А Долговечность-дорожных асфальтобетонов. Харьков: Вища школа, 1977. 115 с.

98. Зубрилов С. П. Ультразвуковая обработка воды и водных систем. Л.: Транспорт, 1973. 98 с.

99. О.Иванов В.М., Канторович Б.В., Ромадин В.В. и др. К вопросу об эффективном использовании высоковязких обводненных мазутов // Химия и технология топлива, 1957. № 1. С. 47-51.

100. Ш.Иванов В.М., Канторович Б.В. Топливные эмульсии и суспензии. М.: Метал-лургиздат, 1963. 126с.

101. Иванов H.H. и др. Строительство автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1980. 416 с.

102. Ивченко Б.П., Мартыщенко JI.A. Информационная экология. СПб.: «Нормед-Издат», 1998. 208 с.

103. Ивченко В.М., Кулагин В.А., Немчин А.Ф. Кавитационная технология / Под ред. акад. Г.В. Логвиновича. Красноярск: Изд-во КГУ, 1990. 200 с.

104. Ивченко В. М., Кулагин В. А., Руденко М. Г. Кавитационно-гидродинамические эмульгаторы для топливно-водяных и масляно-графитовых смесей // Трудь1 Всесоюзн. конф. Куйбьппев, 1986. С. 124—130.

105. Ивченко В. М. Кавитация и некоторые задачи гидродинамики // Исследование по прикладной гидродинамике. Киев: Наук. Думка, 1965. С. 70-78.

106. Ивченко В. М., Чу паха Д. Д. Краевые задачи для СК-тонких тел в пузырьковом потоке // Асимптотические методы в динамике систем. Иркутск: Изд. ИГУ, 1977. С. 114-125.

107. Ивченко В. М. Краевые задачи сопряжения для парогазовой полости в жидкости // Гидродинамика больших скоростей. Вып. 1 / КрПИ. Красноярск, 1978. С. 3—21.

108. Ивченко В. М., Чу паха Д. Д. Обтекание решетки суперкавитирующих профилей пузырьковым потоком // Гидродинамика больших скоростей. Вып. 1 / КрПИ. Красноярск, 1978. С. 29-36.

109. Исследование сгорания водотопливных эмульсий в дизеле // Поршневые и газотурбинные двигатели: Экспр. информ. / ВИНИТИ. № 39, 1986. С. 23-28.

110. Исследование сравнительной эффективности сухой и мокрой пылеочистки асфальтосмесительных установок с целью улучшения охраны окружающей среды и повышения надежности пылеулавливающей системы // Отчет СКВ «Дормаш». Кременчуг, 1985.

111. Исследования пылеулавливающих устройств асфальтосмесительных установок с целью повышения их надежности // Отчет СКБ «Дормаш». Кременчуг, 1983.

112. Кисина A.M. и др. Битумные и асфальтовые строительные материалы: Библ. обзор изобр. Л.: ВНИИГ, 1970. 80 с.

113. Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1978. 240 с.

114. Кломп А. Применение и эксплуатационные качества асфальтов. М., 1971. 84 с.

115. Кнепп Р., Дейли Дж., Хеммит Ф. Кавитация. М.: Мир, 1974, 688 с.

116. Когарко Б. С. Движение смеси жидкости с газовыми пузырьками // Неустановившееся течение воды с большими скоростями: Труды Международного симпозиума. М.: Наука, 1973. С. 243-247

117. Когарко Б. С. Об одной модели кавитирующей жидкости // ДАН СССР, 1961. Т. 137. №6. С. 1331-1333.

118. Колбановская A.C., Михайлов В.В. Дорожные битумы. М.: Транспорт, 1973.261 с.

119. Колесников С.М., Владимирцева И.И., Баранова М.П. О седиментационной устойчивости буроугсшьных суспензий // Уголь, 1994. № 2. С. 60-61.

120. Корженевская Н.Г., Хилько С.Л. Состав водной фазы водоугольной суспензии при различных значениях pH // ХТТ, 1989. № 5. С. 109-113.

121. Корнфельд М. Упругость и прочность жидкостей. M.-JL: ГИТТЛ, 1951. 107 с.

122. Королев И.В. Дорожный теплый асфальтобетон. Киев: Вища школа, 1975i 156 с.

123. Кремков М.В., БесединаЕ.А. Перспективы применения физико-химических методов очистки дымовых газов от оксидов серы и азота // Теплоэнергетика, 1992. № 6. С. 40-43.

124. Крестов В.Б., Панишкин B.C., Крестов A.B., Кузина H.H. Опыт применения кавита-ционного смесителя при сжигании водомазутной эмульсии // Энергетика, 1997. № 8. С. 10-11.

125. Кривоногов Б.М. Повышение эффективности сжигания-газа и охрана окружающей среды. Л.: Недра, 1986. 280 с.

126. Кузнецов А.Л. Повышение мощности газотурбинных установок путем впрыскивания воды в камеру сгорания // Теплоэнергетика, 1960. № 11. С. 83-84.

127. Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. Тубулентность и горение. М.: Наука, 1986.288 с.

128. Кулагин, В: А. Гидродинамический кавитационный смеситель для биомеханических исследований / В1. А. Кулагин, Т. А. Кулагина, О.« А. Трошкин // Гидродинамика больших скоростей. Красноярск: КрПИ, 1992. — С. 144—147.

129. Кулагин В.А., Демидов Ю.В., Сидоренко С.И. Исследование эффективности кави-тационной подготовки водоугольной суспензии для биотехнологических процессов // Научно-исследовательская деятельность "КАТЭКНИИуголь". М.: ЦНИЭИуголь, 1991. С. 70-91.

130. Кулагин, В. А., Кавитационный гидродинамический-эмульгатор / В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина // Гидродинамика больших скоростей: Труды IV Всесоюзн. школы-семинара. — Чебоксары: ЧГУ, 1989. — С. 40-41.

131. Кулагин, В. А. Кавитационный смеситель со специальным исполнением тур-булизирующих элементов / В. А. Кулагин, Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко. — Красноярск: ЦНТИ, 1995. 5 с. (Информ. листок № 29).

132. Кулагин, В. А. Краевая задача обтекания решетки профилей в пузырьковом потоке жидкости / В. А. Кулагин, А. П. Вильченко, Т. А. Кулагина // Компрессорная техника и пневматика 1999. - № 3-4 (22-23). - С. 57-81.

133. Кулагин, В. А. Моделирование двухфазных суперкавитационных потоков: Монография / В. А. Кулагин, А. П. Вильченко, Т. А. Кулагина; Под ред. В. И. Быкова. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001. - 187 с.

134. Кулагин В. А., Кулагина Т. А. Применение прогрессивных технологий при изготовлении металлических уплотнений // Тез. докл. V Всесоюзн. совещания по уплотнительной технике. Сумы, 1988. С. 64-65.

135. Кулагина, Т. А. Актуализация проблемы защиты атмосферы от вредных выбросов / Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Вестник ассоциации выпускников КГТУ. Вып. 2. Красноярск: КГТУ, 1999. - С. 73-79.

136. Кулагина, Т. А. Влияние кавитационной обработки водомазутной смеси на процесс горения / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко, В. А. Кулагин // Материалы докл. Всесоюзн. семинара по электрофизике горения. Чебоксары: ЧТУ, 1990. - С. 83-84.

137. Кулагина, Т. А. Защита окружающей среды от выбросов асфальтобетонных производств применением водомазутного топлива, получаемого с использованием эффектов кавитации / Т. А. Кулагина // Труды КГТУ 2006. - № 4. - С. 85-97.

138. Кулагина, Т. А. Использование термомеханических эффектов кавитации в различных технологических процессах / Т. А. Кулагина, В. А. Кулагин, JL В. Кулагина // Вестник МАНЭБ 2005. - Том 10. - №4. - С. 154-164.

139. Кулагина, Т. А. Исследование хемососрбционных процессов очистки газовых потоков / Т. А. Кулагина. Красноярск: КГТУ, 2002. - 12 с.

140. Кулагина, Т. А. Кавитационная технология как критическая в экологии и энергосбережении / Т. А. Кулагина // Ресурсосбережение и экологическая безопасность: Труды II Международной НПК. Смоленск: СНИО, 1999. - С. 53-58.

141. Кулагина, Т. А. Комбинированный мокрый пылеуловитель для очистки газов АБЗ / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко // Вестник КГТУ. Вып. 3: Гидродинамика больших скоростей. — Красноярск: КГТУ, 1996. — С. 164-166.

142. Кулагина, Т. А. Критерий эффективности систем очистки атмосферных выбросов / Т. А. Кулагина // Экология и безопасность жизнедеятельности: матер. VI Междунар. НПК. Пенза: ТГУ, 2006. С. 154-161.

143. Кулагина, Т. А. Моделирование и анализ обтекания тел ограниченным потоком сжимаемой жидкости / Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Труды КГТУ — 2006. — № 1.-С. 123-145.

144. Кулагина, Т. А. Обезвреживание атмосферных выбросов асфальтобетонных заводов / Т. А. Кулагина // Достижения науки и техники — развитию города Красноярска: Материалы докл. Всерос. НПК. — Красноярск: КГТУ, 1997. — С. 223-225.

145. Кулагина, Т. А. Оздоровление атмосферного воздуха промышленного микрорайона за счет модернизации асфальтобетонного производства / Т. А. Кулагина // Национальная- конференция по энергетике НКТЭ-2006: Материалы докладов. — Казань, 2006. С. 156-164.

146. Кулагина, Т. А. Окислы серы в атмосфере и пути их снижения / Т. А. Кулагина // Достижения науки и техники развитию Сибирских регионов: Доклады III Международной НПК. - Красноярск: КГТУ, 2001.

147. Кулагина, Т. А. Определение гидродинамических характеристик тел в условиях частичной или суперкавитации в сжимаемом потоке / Т. А. Кулагина // Ресурсосбережение и экологическая безопасность: Тр. II международн. НПК. Смоленск: СНИО, 1999.-С. 132-133.

148. Кулагина, Т. А. Определение количества отходов производства и потребления промышленного объекта / Т. А. Кулагина. — Красноярск: КГТУ, 2002. — 59 с.

149. Кулагина, Т. А. Определение концентрации горючих и кислых компонентов в дымовом газе методом газовой хроматографии / Т. А. Кулагина. — Красноярск: КГТУ, 2002. 19 с.

150. Кулагина, Т. А. Особенности сжигания обводненных топочных мазутов и во-дотопливных эмульсий в топках малого объема / Т. А. Кулагина // Труды КГТУ — 2007. -№ 1.-С. 85-95.

151. Кулагина, Т. А. Оценка эффективности мероприятий по защите окружающей среды / Т. А. Кулагина, О. А. Трошкин // Вестник ассоциации выпускников КГТУ. — Красноярск: КГТУ, 1998. С. 30-32.

152. Кулагина, Т. А. Повышение экобезопасности при сжигании водотопливных эмульсий / Т. А. Кулагина // Проблемы экологии и развития городов: Материалы Всерос. НПК. Красноярск: КГТУ. - 2000. - С. 10-12.

153. Кулагина, Т. А. Повышение экологической безопасности технологий приготовления смесей на асфальтобетонных заводах / Т. А. Кулагина // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения: Материалы

154. Всерос. НПК. Вып. XII. Красноярск: ООО «Издательский центр «Платина», 2006. -С. 115-123.

155. Кулагина, Т. А. Повышение экологической безопасности теплотехнологиче-ских установок при переходе на водоугольное топливо / Т. А. Кулагина, О. А. Трош-кин // Химическое и нефтегазовое машиностроение — 2006. № 5. — С. 37—39.

156. Кулагина, Т. А. Природоохранные и ресурсосберегающие технологии в теплоэнергетике / Т. А. Кулагина, В. М. Журавлев, С. А. Михайленко // Вестник КГТУ. Вып. 14. Теплообмен и гидродинамика. — Красноярск: КГТУ, 1998. — С. 132-143.

157. Кулагина, Т. А. Разработка пылеулавливающего-оборудования асфальтобетонного завода / Т. А. Кулагина // Химическая техника — 2006. — № 4. — С. 27-31.

158. Кулагина, Т. А. Разработка режимов i сжигания* водотопливных смесей, получаемых путем кавитационной обработки / Т. А. Кулагина // Химическое и нефтегазовое машиностроение 2007. - №2. - С. 28-31.

159. Кулагина, Т. А. Суперкавитирующие крылья конечного размаха в пузырьковом потоке / Т. А. Кулагина, А. П. Вильченко, В. А. Кулагин // Вестник Ассоциации выпускников КГТУ. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1999. Вып. 3. - С. 64-68.

160. Кулагина, Т. А. Теоретические основы защиты окружающей среды / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко. Красноярск: КГТУ, 1996. - 140 с.

161. Кулагина, Т. А. Теоретические основы защиты окружающей среды / Т. А. Кулагина. 2-е изд., перераб. и доп. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. - 332 с.

162. Кулагина, Т. А. Термический анализ водоугольных суспензий / Т. А. Кулагина, А. Ю. Радзюк // Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения: Материалы Всерос. НПК. — Красноярск: Краевое НТО, 2004. Вып. X. - С. 46-58.

163. Кулагина, Т. А. Технологические суперкавитационные аппараты и установки / Т. А. Кулагина, Л. В. Кулагина. Крупномасштабные гравитационные гидродинамические трубы: Монография. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - Гл. 5. - С. 186-234.

164. Кулагина, Т. А. Типичные проблемы сжигания жидких топлив в топках малого объема на примере работы АБЗ / Т. А. Кулагина, О. Ка-ю-тин // Вестник Крас-ГАУ, 2007. № 2. - С. 134-144.

165. Кулагина, Т. А. Топливоподготовка и физика горения обводненных топочных мазутов и водотопливных эмульсий / Т. А. Кулагина // Вестник КГТУ. Вып. 14: Теплообмен и гидродинамика. — Красноярск: КГТУ, 1998. — С. 146-156.

166. Кулагина, Т. А. Улавливание мелкодисперсных аэрозолей / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко, А. А. Мельников // Вестн. Ассоциации выпускников КГТУ. Красноярск: КГТУ, 2000. - Вып. 4. - С. 94-96.

167. Кулагина, Т. А. Устройство очистки дымовых газов асфальтобетонных заводов / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко // Достижения науки и техники — развитию города Красноярска: Материалы докл. Всерос. НПК. Красноярск: КГТУ, 1997. -С. 226-228.

168. Кулагина, Т. А. Физика атмосферы и гидрофизика / Т. А. Кулагина, Б. Ф. Ту-рутин, А. И. Матюшенко, В. А. Кулагин. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - 499 с

169. Кулагина, Т. А. Экономичное использование воды в установках очистки дымовых газов / Т. А. Кулагина, Е. П. Грищенко // Ресурсосбережение и экологическая безопасность: Материалы докл. Межрегиональной НПК. — Смоленск: СНИО, 1998. -С. 37-38.

170. Кулагина, Т. А. Экономическая эффективность осуществленных природоохранных мероприятий / Т. А. Кулагина, А. А. Матвеев, Л. А. Тарасова, О. А. Трош-кин // Химическое и нефтяное машиностроение — 1992. — № 4. — С. 48-50.

171. Кулак А. П. Гидродинамические исследования развитой кавитации в ограниченных потоках: Дис. . канд. техн. наук. Л., ВНИИГ, 1979. 230 с.

172. Кульский Л. А. и др. Вода в атомной энергетике Киев: Наук, думка, 1983. 254 с.

173. Кульский Л.А. Серебряная вода. Киев: Наукова думка, 1982. 152 с.

174. Курочкин А.К., Смородов Е.А., Вакиев А.Р. Некоторые эмпирические зависимости энергетических параметров гидродинамических кавитационных излучателей // Химическое нефтегазовое машиностроение, 2001. № 10. С. 7-9.

175. Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск: Наука, 1984. 302 с.

176. КучмаМ.И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1980. 189 с.

177. Лавров Н.В., Розенфельд Э.И., Хаустович Г.П. Процессы горения топлива и защита окружающей среды. М.: Металлургия, 1981. 240 с.

178. Левковский Ю.Л. Структура кавитационных течений. Л.: Судостроение, 1978. 324 с.

179. Летников Ф. А., Кащеева Т. В., Минцис А. М. Активированная вода. Новосибирск: Наука. 1976. 135 с.

180. Листратов И. В., Ашуров Ф. М., Живлюк Н. Ю. Опыт создания и промышленной эксплуатации с топкой кипящего слоя на водоугольном топливе // Промышленная энергетика, 2005. № 1. С. 22-25.

181. Логвинович Г.В. Гидродинамика течений со свободными границами. Киев: Наукова Думка, 1969. 209 с.

182. Логвинович Г.В. Течения со свободными поверхностями / Г.В. Логвинович, В.Н. Буйвол и др. Киев: Наукова думка, 1985. 296 с.

183. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978. 736 с.

184. Лопес Сантана Х.М. Исследование теплового и кавитационного воздействия // Дисс. канд. техн. наук. Киев, 1981. 282 с.

185. Лосев К.С. Вода. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 272 с.

186. Майков В.П. Системно-структурное исследование оптимальных тепло- и массообменных аппаратов и установок. Дисс. докт. техн. наук. М., 1972. 300 с.

187. Манита М.Д. и др. Современные методы определения атмосферных загрязнений населенных мест. М.: Медицина, 1980.

188. Манохин В. Я., Научно-практические и методологические основы экологической безопасности технологических процессов на асфальтобетонных заводах. Дисс. . докт. техн. наук. Воронеж, 2004. 429 с.

189. Маргулис М. А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция. М.: Химия, 1986. 288с.

190. Маргулис М.А. Основы звукохимии (Химические реакции в акустических полях). М.: Высшая школа, 1984. 272 с.

191. Мартынюк М. М. // Физика горения и взрыва. 1977. Т. 13. С. 213.

192. Марченко М.Г., Филлипов В.М. Стандартизация и нормирование качества углей. М.: Недра. 247 с.

193. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. 320 с.

194. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й. За пределами роста. М.: Изд-я группа «Прогресс», «Пангея», 1994. 304 с.

195. Меркулов А.П. Самая удивительная на свете жидкость. М.: Советская Россия, 1978. 192 с.

196. Меркулов В.И. Управление движением жидкости. Новосибирск: Наука, 1981. 174 с.

197. Мёрч К.Д. Динамика кавитационных пузырьков и кавитационных жидкостей // Эрозия / Под ред. К. Прис. М.: Мир, 1982. С. 331-382.

198. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязненных веществ в атмосферу на асфальтобетонных заводах. М.: НИИАТ, 1993. 54 с.

199. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Л.: Гидрометиоиздат, 1987. 68 с.

200. Методика расчетного определения выбросов бенз(а)пирена в атмосферу от котлов тепловых электростанций // РТМ ВТИ 02.003-88.

201. Методические рекомендации по нормированною расхода топлива для приготовления асфальтовой смеси / Гос. Всесоюзн. дорожн. НИИ. М.: Стройиздат, 1982. 34 с.

202. Методические указания по определению экономической эффективности приро-охранных мероприятий в газовой промышленности. М.: ВНИИЭГазпром, 1988. 92 с.

203. Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 тонн в час. М.: Гидрометеоиздат, 1985.

204. Методы анализа загрязнений воздуха / Другов Ю.С., Беликов А.Б., Дьякова Г.А., Тульчинский В.М. М.: Химия, 1984. 384 с.

205. Миллер Э. В., Классен В. И., Кущенко А. Д. О влиянии магнитного поля на вязкость воды // Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. М.: Цветметинформация, 1971. С. 59-64.

206. Миниович И.Я., Перник А.Д., Петровский B.C. Гидродинамические источники звука. Л.: Судостроение, 1972. 480 с.

207. Монастырский О.В. Автоматизация разогрева битума и мастик в строительстве. /М.: Стройиздат, 1966. 78 с.

208. Мошев< В.В., Иванов В.А. Реологическое поведение концентрированных неньютоновских суспензий. М.: Наука, 1990. 88 с.

209. Муравьева С.И. и др. Санитарно-химический контроль воздуха химических предприятий. М.: Медицина, 1982.

210. Мурко В.И. Научные основы процессов получения и эффективного применения водоугольных суспензий // Автореферат на соискание . докт. техн. наук. М., 1999. 48 с.

211. Мурко В.И. // Уголь, 2002. № 12.

212. Мухачев В.М. Живая вода. М.: Наука, 1975. 144 с.

213. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. 208 с.

214. Научно-информационный сборник СКТБ «Дезинтегратор» / Республ. объединение «Эстколхозстрой». Таллин: Валгус. 1980. 138 с.

215. Немчин А.Ф. Исследование характеристик суперкавитационных насосов. Дисс . канд. техн. наук. Красноярск, 1979. 300 с.

216. Немчин А.Ф. Суперкавитирующие технологические аппараты // Гидродинамика больших скоростей: Тр. Ill Всесоюз. шк.-семинара по гидродинамике больших скоростей. КрПИ. Красноярск, 1987. С. 15-19.

217. Неустановившиеся течения воды с большими скоростями. М.: Наука, 1973.496 с.

218. Нехороший И.Х. Использование мазутоугольных и водоугольных суспензий в энергетике Японии // Теплоэнергетика, 1991. № 8. С. 73-75.

219. Нигматуллин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1972. 336 с.

220. Нигматулин Р. И., Хабеев Н. С. Теплообмен газового пузырька с жидкостью // Изв. АН СССР. МЖГ. 1974. № 5. С. 94-100.

221. Никитин А.С. Опыт эксплуатации кавитаторов Синайского // Теплоэнергетика, 2002. № 8. С. 73-77.

222. Никулин В. А. Основные уравнения движения реальных жидкостей // Гидродинамика течений с теплоомассообменом. Устинов: УМИ, 1986. С. 4-15.

223. Нишияма Т. Линеаризированная теория суперкавитирующих профилей в дозвуковом потоке жидкости: Пер. с англ. // Теорет. основы инж. расчетов. М.: Мир, 1977. Т. 99. №2. С. 135-143.

224. Новиков О.Н. Установки для приготовления асфальтобетонных смесей. М.: Высшая школа, 1977. 232 с.

225. Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. Вода и жизнь на земле. М.: Наука, 1981. 170 с.2530 состоянии окружающей природной среды Красноярского края в 1995 году.

226. Красноярск: Красноярский краевой комитет по охране природы, 1996. 130 с.

227. Олофинский Е.П. Вопросы использования водоугольного топлива на тепловых электростанциях//Теплоэнергетика, 1989. № 12. С. 64-66.

228. Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ предприятиями по добыче и переработке угля. Премь: ВНИИОСуголь, 1990. С. 42".

229. Очистка и рекуперация промышленных выбросов / В.Ф. Максимов, И. В. Вольф, Т. А. Винокурова и др. М.: Лесная промышленность, 1989: 416 с.

230. Очистка пылевых выбросов, на асфальтобетонных заводах УССР1 Киев: Укр-НИИНТИ, 1978. 73 с.

231. Пакет программ «ЭКОрасчет». М.: ВНИИЦ «Экология» и СП «СКАНГЕК», 1991.

232. Парадек C.B., Тимофеев В.А. Пылеуловители и системы пылеулавливания для асфальтосмесительных установок. М.": ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР, 1979. 63 с.

233. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Основы, системного анализа. Томск: Изд-во НТЛ, 1997. 396 с.

234. Перфильев В.Н. Экологическая экспертиза и риск технологий // Итоги науки и техники. Сер.: «Охрана природьъ и воспроизводство природных ресурсов». Т. 27. М.: ВИНИТИ; 1990. С. 104-115.

235. Петров K.M. Общая экология. СПб.: Химия; 1998. 352 с.263'. Пикаев А.К. Импульсный радиолиз воды и водных растворов. М.: Наука, 1965. 158 с.

236. Пирсол И. Кавитация. М.: Мир, 1975. 95 с.

237. План чистый воздух Екатеринбурга. InnoTec Systemanalyse GmbH. Berlin, 1997. 55 с.

238. Перегуд Е.А. Химический анализ воздуха. Л.: Химия, 1976.

239. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов:-Обзорная информ. Вып. 11-12. М;: ВИНИТИ, 1990. 190 с.

240. Проблемы развития безотходных производств / Б.Н. Ласкорин, Б.В. Громов, А.П. Цыганков, В'.Н. Сенин. М.: Стройиздат, 1981. 207 с.

241. Пути снижения токсичности отработавших газов тракторных дизелей / ЦНРШТЭИтракторсельхозмаш, 1977. 39 с.

242. Радзюк А. Ю. Методы и средства подготовки водоугольной суспензии для теплотехнологических установок: автореферат дис. . канд. техн. наук: 05.14.04/ А. Ю. Радзюк; КГТУ; рук. работы В. А. Кулагин. Красноярск, 2005. - 17 с.

243. Радкевич В.А. Экология. Мн.: Высш. шк., 1997. 159 с.

244. Разработка и внедрение пылеочистных установок защиты воздушного бассейна на Таллиннском асфальтобетонном заводе // Отчет УкрНИИИНЖПРОЕКТ. Киев, 1986.

245. Разработка и внедрение эффективных топочных и пылеочистных устройств на смесительных установках по приготовлению асфальтобетона // Отчет ВИСИ. Воронеж, 1980.

246. Разработка проектов норм предельно-допустимых выбросов при производстве материалов для дорожных покрытий / Е. П. Грищенко, Т.А. Кулагина. Инв. № 02880049791. Красноярск: КИСИ, 1988. -21с.

247. Разработка рекомендаций по защите воздушного бассейна и внедрение новых пылеочистных установок на Симферопольском асфальтобетонном заводе // Отчет УкрНИИИНЖПРОЕКТ. Киев, 1982.

248. Ребиндер П.А. К теории эмульсий // Коллоидный журн., 1946. Вып. 8. С. 157.

249. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. М.: Недра, 1979. 384с.

250. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: в 4-х книгах. Кн. 2. Загрязнение воды и воздуха. М.: Мир, 1995. 296 с.

251. Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации автоматизированных цехов с электротермообработкой битума. М.: Стройиздат, 1975. 60 с.

252. Решение проблем окружающей среды и рационального использования ресурсов в Иркутской энергосистеме // Тез. докл. регион, научн.-техн. совещания. Иркутск: ИрГТУ, 1996.

253. Роддайтис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. М.: Энергоиздат, 1989. 488 с. 53.

254. Розенберг JI. Д. Кавитационная область // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л. Д. Резенберга. М.: Наука, 1968. Ч. IV. С. 25-31.

255. Розенталь Д.А. Нефтяные окисленные битумы. Л.: Высшая школа, 1973. 48 с.

256. Руденко М.Г. Кавитационное эмульгирование // Рук. депонир. в ВИНИТИ 18.01.84. №7929. Юс.

257. Руденский A.B., Руденская И.М. Реологические свойства битумноминераль-ных материалов. М.: Высшая школа, 1971. 132 с.

258. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. М.: Высшая школа, 1963. 240 с.

259. Рычков Ю.В., Пляскин Ю.А., Акаев Воспроизводство нефтяных битумов. М.: Химия, 1979. 129 с.

260. Седов Л. И. Механика сплошной среды: В 2 т. Т 1 и 2. М.: Наука, 1973.536 е., 584 с.

261. Серов К.П., Камчатнов Л.П. Установки для приготовления асфальтобетонных и битумноминеральных смесей. М.: Машиностроение, 1971. 129 с.

262. Сидорин В.П. Установка производства нефтяных битумов. М.: Химия, 1977.75 с.

263. Синицына И.Е. Моделирование ветрового потока и переноса загрязняющих примесей с целью прогнозирования экологической обстановки на селитебных территориях. Автореф. дисс. док. техн. наук. Минск, 1993. 48 с.

264. Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. М.: Знание, 1987. 176 с.

265. Сиротюк М. Г. Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л. Д. Резенберга. М.: Наука, 1968. Ч. IV. С. 75-81.

266. Скалкин Ф.В., Канаев A.A., КоппИ.З. Энергетика и окружающая среда. Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. 280 с.

267. Следе Э.Э. и др. Автоматизация асфальтобетонных заводов. Рига: Авотс, 1986. 261 с.

268. Смаль Ф.В., Арсенов Е.Е. Перспективные топлива для автомобилей. М.: Транспорт, 1979. 151с.

269. Смола З.И., Кельцев Н.В. Защита атмосферы от двуокиси серы. М.: Металлургия, 1976. 255 с.

270. Снижение вредных выбросов в атмосферу при производстве асфальтобетона. Красноярск: Изд. КПИ. 1989. 56 с.

271. Современные проблемы теплообмена. Новосибирск: Энергия, 1964. 480 с.

272. Старицкий М.Г. Технология приготовления асфальтовых материалов // Ан-нот. обзор изобр. Л., 1971.

273. Страус С. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981. 300 с.

274. Структурообразование, методы испытаний и улучшение технологии получения битумов // Сб. Статей / Под ред. A.C. Колбановской. М., 1971. 170 с.

275. Струминский В.В. Состояние механики дисперсных сред и ее приложение к технологическим процессам // Современные проблемы теоретической и прикладной мкханики. Киев: Наукова Думка, 1978. С. 245-258.

276. Султанов Ф. М., Ярин А. А. Перколяционная модель процесса диспергирования и взрывного дробления жидких сред: Распределение капель по размерам // Журн. прикл. механики и техн. физики. 1990. № 5. С. 43-48.

277. Сюньи Г. К. и др. Дорожные пластобетоны. М.: Транспорт, 1976. 208 с.

278. Тарасов Г. Ф. Битумы. Горький: Стройиздат, 1981. 180 с.

279. Тебенихин Е. Ф., Горяинов Л. А. Обработка воды для теплоэнергетических установок железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1986. 160 с.

280. Тебенихин Е. Ф., Гусев Б.Т. Обработка воды магнитным полем в теплоэнергетике. М.: Энергия, 1970. 143 с.

281. Техника защиты окружающей среды / Н. С. Торочешников, А. И. Родионов, Н. В. Кельцев, В. Н. Клушин. М.: Химия, 1981. 368 с.

282. Тимофеев В. А. и др. Оборудование асфальтобетонных заводов и эксплуатационных баз. М.: Машиностроение, 1989. 256 с.

283. Тимофеев В. А. Отечественное технологическое оборудование асфальтобетонных заводов. М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1977. 190 с.

284. Тимофеев В.А. и др. Технологическое оборудование асфальтобетонных заводов. М.: Машиногстроение, 1981. 255 с.

285. Тирувенгадам А. Обобщенная теория кавитационных разрушений // Труды ASME. Сер. D. Техническая механика. 1969. №3. С. 48-62.

286. Трубецкой К. Н., Нехороший И. X. Развитие работ по использованию высококонцентрированной водоугольной суспензии в энергетике России // Теплоэнергетика, 1994. № п. с. 26-29.

287. Тув И. А., Иофф У. М. Использование сильно обводненных мазутов в качестве котельного топлива // Речной транспорт, 1959. № 8. С. 22-23.

288. Тув И. А., Иофф У. М., РжавскийЕ. Л. Использование сильно обводненных мазутов и мазутных зачисток в качестве котельного топлива // Нефтяное хозяйство, 1959. № 12. С. 12-14.

289. Уда-технология: Тезисы докладов III семинара / СКТБ «Дезинтегратор». Тамбов: РО «Эстколхозстрой», 1984. 124 с.

290. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. М.: Химия, 1972. 247с.

291. УжовВ. Н., Мягков Б. И. Очистка промышленных газов фильтрами. М.: Химия, 1970. 198с.

292. Универсальная дезинтеграторная активация: Сборник статей СКТБ «Дезинтегратор». Таллин: Валгус, 1980. 112 с.

293. Френкель Я:И. Об электрических явлениях, связанных с кавитацией, обусловленной ультразвуковыми колебаниями в жидкости // ЖФХ. Т. 14. Вып. 3, 1940. С. 305-308.

294. Федорова В. В. и др. Каталитическая*очистка газов от формальдегида // Промышленная'и санитарная очистка газов. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1981. №1.

295. Халилова Р. X. Исследование и разработка системы очистки от пыли выбросов асфальтосмесительной установки. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1979. 22 с.

296. Харитонов Ю. Я., Кочеткова Е. И., Соколова Н. П. и др. Особенности взаимодействия суперпластификатора С-3 с углем в водоугольной суспензии // ХТТ, 1988. №6. С. 116-103.

297. Хзмалян Д. М:, Каган Я. А. Теория-горения и топочные устройства. М.: Энергия, 1976. 488 с.

298. Хидиятов А. М., Осинцев В5 В., Дубовцев Л! И. и др. Перспективы, основные результаты исследований и проблемы^ использования водоугольных суспензий в энергетике // Электрические станции, 1988. № 9. С. 2—12.

299. Хидиятов А. М., Осинцев В. В1., Гордеев С. В. и др Результаты перевода пы-леугольного котла паропроизводительностью 89' кг/с на сжигание водоугольной суспензии//Теплоэнергетика, 1987. № 1. С. 6—11.

300. Химиями переработка угля / В. Г. Липович, Г. А. Калабин, И. В. Калечиц и др. М.: Химия, 1988. 336 с.

301. Ходжа-Багирова А. 3. Программные средства для расчета эколого-инже-нерных показателей // Основные направления в решении проблемы экологического риска топливно-энергетического комплекса. М.: ВНИИГаз, 1994. С. 222-235.

302. Цирульников Л. М. Пути уменьшения-образования токсичных и агрессивных продуктов сгорания'природного газа и мазута. М., 1980. 36 с.

303. Чесноков Л. И. Охрана атмосферного воздуха на асфальтобетонных заводах//АвтошляховикУкраши, 1995. №1. С. 30-31.

304. Чжен П. Отрывные течения. М.: Мир, 1973. Т.2. 280 с.

305. Чичков В: В., Ипполитов В! А. Источники энергии теплотехнологии и теплотехнические характеристики органического топлива. М.: МЭИ, 1990. 64 с.

306. Шевцов К. К. Охрана окружающей природной среды в строительстве. М.: Высшая школа, 1994. 240с.

307. ШенкХ. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972. 170 с.

308. Шорохов В. П., Бруер Г. Г. Высококонцентрированные угольные суспензии — новое топливо для электростанций. Электрические станции, 1992. № 11. С. 33—39.

309. Шуньгин С. А. Применение клапанного гомогенизатора в судовой системе топливоподготовки. Рук. депонир. Мортехинформреклама, ММР. 12.05.83; №232. МФ-Д82.

310. Экологически чистые технологические процессы в решении проблем охраны окружающей среды // Материалы междунар. конф. / Иркутск: ИГУ, 1996. Т. 2. Ч. 1. 163 с.

311. Экономика природопользования // Аналитические и нормативно-методические материалы. М., 1994.

312. Эпштейн Л. А. Возникновение и развитие кавитации // Сб. работ ЦАГИ по гидродинамике. М.: ЦАГИ, БНИ, 1959i

313. Asphalt Plant longer drying times // Constr. Prod. 1995. № 3*. P. 30.

314. Barber B. J., Putterman S. J. //Nature. 1991. V. 352. P. 318.

315. Becker R., Döring W. Kinetische Behandlung der Keimbildung in übersättigten Dampfer // Ann. Phisik, B. 24, 1935.

316. Cini R. // Acgua Ind. 1962. № 18.

317. Cornet J., Nero W. // Industry and Engineering Chemie, 1955. V. 47. №10. P: 43-50.

318. Eisehberg P. On the mechanism and prevention of Cavitation // Sympos. Cavitation in Hydrodynamic. London, 1955 (Перевод в.сборнике Механика, № 5, /51/, 1958).

319. Forrester Jay W. World Dynamics. Cambridge: Wright-AIlen Press, 1971.

320. Fox D.L., Jeffries H.E. Anal. Chem., 1981, v. 53.

321. Generationswechser // Asphalt (BRD). 1994. № 1. P. 54-55.

322. Glimore F. R. The Growth and Collaps of a Spherical Bubble in a Viscous Compressible Liquid // Rept 26-^1, Calif. Inst. Of Tech. Hydrodyn, 1952.

323. Hitter R., Putterman S.J., Barber B. J. // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 69. P. 1182.

324. Hobbs J.M. Experience with a 20kc Cavitation Erosion Test // Erosion by Cavitation or Impingement. Atlantic City. ASTM; STR, №408. 1967. P.* 159-185.

325. Kermeen R.W., Parkin B.R. Incipient cavitation and wake flow behind sharp-edged discs // Calif. Inst, of Tech. Engr. Div. Rept. 85-4, 1957.

326. Kirkwood J.G., Bethe H.A. The Pressure Wave Produced by an Underwater Explosion / OSRD Rept 588, 1942.

327. Kulagina, T. A. The use of Thermomechanical Effects of Cavitation in Various Processes / T. A. Kulagina, V. A. Kulagin // Second International Summer Scientific School «High Speed Hydrodynamics». Cheboksary, 2004. - P. 45-50.

328. Kumar R., Kuloor N. R. The formation of bubbles and drops // Adv. Chem. eng. Vol. 8. New York-London, 1970. P. 255-375-.

329. Lamb H. The changing climate. Lnd.: Methuen and Co., 1966. 236 p.

330. Lauterbom W. // 9 Intern. Congr. on Acoustics. Madrid, 1977.

331. Making inroads abroad // Mine and Quarry. 1996. № 3. P. 30-31.

332. Martin N. M. A new theory of the steam turbine // Engineering. Vol. 106, 1918.

333. Meadows D.H., Meadows D.L., Randers J. Beyond the Limits: Global Collapse or a Sustainable Future. London: Earthscan Publications Limited, 1992.

334. Meadows D.L. et al. The Dynamics of Growth in a Finite World. Cambridge: Wright-Allen Press, 1974.

335. Mostafa K. Tolba and Osama A. El-Kholy (eds), The World Enviroment 19721992: Two Decades of Challenge. London: Chapman and Hall on behalf of UNEP, 1992.

336. Nigmatulin R.I. Mathematical modelling of bubbly liquid motion and hydrodyna-mical effects in wave propagation phenomenon // Appl. Sei. Res. 1982. Vol. 38. P. 267-289.

337. Noltingk B.E., Nepiras E.A. Cavitation produced by ultrasinics // Proceed Phys. Soc., 1950. № 63B. P. 674.

338. Oswatiisch K. Kondensationserscheinunger in Uberschalldussen // ZAMM. B. 22, №1, 1942.

339. Plesset M. S., Chapman R. B. Collapse of an Initially Spherical Vapour in the Neighbourhood of a Solid Boundary // Journal of Fluid Mechanics, 1971. V. 47. P. 125-141.

340. Plesset M. S. Prosperetti A. // Ann. Rev. Fluid Mech, 1977. № 9. P. 145-185.

341. Poritsky H., Chapmen R. B. Collaps or Growth of a Spherical Bubble or Cavity in a Viscous Fluid // Proc. First U. S. Natl. Congr. Appl. Mech. (ASME), 1952. P. 813-821.

342. Prudhomme R. 0.5 Grabar P. // Bull. Soc. Chim. biol., 1947. V. 29. P. 122.

343. Prudhomme R. O., Guilmart Th. // J. Chim. Phys., 1957. V. 54. P. 336.

344. Rohsenow W. M. Heat Transfer with Boiling, Modern Developments in Heat Transfer // Edit. W. Ibele. Acad. Press. NI-London, 1963.

345. Rosental I., Mossoba M., Ries P.J. // Magnet. Reson, 1981. V. 45. P. 359.

346. Schmid G., Rommel 0. // Z. phys. Chem., 1939. B. A185. S. 97.

347. Sehgal C.5 Steer R.P., Sutherland R.G., Verral R.E. // J. Chem. Phys. 1979. V. 70. № 5. P. 2242.

348. Shafer V. Asphaltherstellung in Doppeltrommel — Durchlaufmischan lagen (Double Ban-eh mit Lanazeitsilos //Asohalt fBRDt. 1994. №1. P. 49-52.

349. Van der Walle F. // 4-th Sympos. of Naval Hydrodynamic (Propulsion and Hy-droelastisity). Washington, 1964.

350. Volmer M. Kinetic der Phasenbildung // Steinkopf, Dresden und Lipzig, 1939.

351. Wang T. Effects of evaporatyion and diffusion or an oscillating bubble // The Physics of Fluids. V. 17. №6. 1974. P. 1121-1126.340