автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.01, диссертация на тему:Эмиссия N2Ox струйно-стабилизаторными горелками и некоторые возможности ее снижения

РГ6 од

1 О Г -КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 661.438.001

ХАСАН ХАИСАМ (Сирия)

ЭМИССИЯ №Ох СТРУЙ НО-СТАБИЛИЗАТОРНЫМИ ГОРЕЛКАМИ И НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ СНИЖЕНИЯ

Специальность 05.04.01 — Котлы, парогенераторы и камеры сгорания.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев — 1993

Работа выполнена в НИО «Проблем горения» Киевского политехнического института.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Христич В. А.

Официальные оппоненты: доктор технических паук,

профессор Алабовский А. Н.

кандидат технических наук, с. и. с. Чмель В. Н.

Ведущая организация: Институт Газа АН Украины.

Защита диссертации состоится 20 сентября 1993 г. в 15 часов на заседании специализированного Совета К.068.14.07 в Киевском политехническом институте, кори. № 5, ауд. 406.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные печатью учреждения, просим направлять но адресу: 252056, г. 1\иев-56, пр. Победы, 37, КПИ, специализированный Совет К 068.14.07.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. ^

Автореферат разослан «_/£_» Об_ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

В. П. Рожалин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

фггуальность темы,

В развитии народного хозяйства Сирийской Арабской Республики в последние годы большое внимание уделяется вопросам экономии топ-пива при производстве тепловой и электрической энергии. Оцновре-пенно, принимаются законы и указы по защите окружающей среда, основным загрязнителем которой при сжигании газовых топлив являются оксвды азота (М0Х).

В большой степени решение обеих этих задач связано с совершенством применяемых в энергетике и промышленности газогорелочных устройств, которые своими свойствами в большой мере определяют экономичность, надежность и экологические характеристики энерготехнологических процессов.

Дня тех из них, которые требуют сжигания топлива при высоких и переменных избытках воздуха, перспективно применение разработанных Киевским политехническим институтом струйно-стабилизаторных газогорелочных устройств. Такие горелки, обладая саморегулируемостью смесеобразования, способны обеспечивать высокую полноту и устойчивость горения топлива в широком диапазоне режимов. Уровень эмиссии ими также удовлетворяет нормам сегодняшнего дня, но поскольку последние непрерывно ужесточаются, назрела необходимость дальнейшего снижения эмиссии МОх а горелках струйно-стабилиз а-торного типа.

Цель и задачи исследования.

Конечной целью диссертационной работы явилось выяснение и экспериментальное исследование возможных путей дальнейшего снижения эмиссии /УОк горелками струйно-стабилизалорного типа.

В соответствии с поставленной целью, в работе решались следующие задачи:

1. Экспериментальное исследование интегральной эмиссии №Ох элементарной /модульной/ струйно-стабилизаторной ячейкой в функции основных режимных параметров: к^ и &г .

2. Сравнительный анализ экологических характеристик /по типовой струйно-стабилизаторной горелки и модульной ячейки.

3. Комплексное исследование процесса эмиссии типовой струйно-стабилизаторной ячейки.

4. Исследование возможностей дальнейшего снижения эмиссии Н0Х струйно-стабилизаторной ячейки путем дополнительной интенсификации в ней процесса смесеобразования:

- с помощью оптимизации ее конструктивных и режимных параметров;

- путем повышения начальной турбулентности втекающей в ячейку топливной струи;

- вводом в застабилизаторное пространство дополнительного воздуха;

- турбулизацией массоо&енных процессов в зоне рециркуляции.

Методика исследований. .

Исследования проводились на натурных модулях струйно-стабилизаторных горелок и при режимных условиях, максимально приближающихся к натурным условиям эксплуатации промышленных газогорел очных устройств. Основные измерения осуществлялись традиционными методами, достоверности получаемых результатов способствовали: дублирование, по-возможности, изучаемых процессов несколькими методами; метрологическая аттестация измерительных приборов и многократность замеров основных регистрируемых величин. .

Научная новизна.

1. Впервые выполнены исследования емиссионных характеристик /по ЫОх / модульных ячеек струйно-стабилизаторных газогорелочных устройств, расширившие и уточнившие представления о механизме их рабочего процесса'и позволившие сформулировазъ -рекоцендации по. дальнейшему снижению эмиссии ЫОх горелками такого типа.

2. Впервые получена информация о возможностях и эффективности снижения эмиссии ЫОх в струйно-стабилизаторных ячейках путем дополнительной интенсификации в них смесеобразования путем:

о применения стабилизаторов с поперечными перегородками; использования стабилизатора с зазубренными /пилообразными/ :ромкаыи; ' ° ■ .

- применения стабилизаторов переменной ширины,

3. На основе статистической обработки экспериментальных-данных получены обобиапцие зависимости Ш0К) ; ¿<рг$ Ва-1 с!г ) , уточняющие особенности рабочего процесса струйно-стабилизаторных горелочных устройств и могущие Сигь полезными при его анализе.

Практическая ценность.

1. Сформулированы практические рекомендации по рационализации конструктивного исполнения струйно-стабилизаторных горелок н оптимизации режимных и геометрических параметров их модульных ячв-

ек в целях снижения эмиссии М0Х .

2. Экспериментально опробованы и рекомендованы к практическому применении приемы дополнительного снижения эмиссии М0Х ячейкой путем интенсификации в ней процесса смесеобразования.

На защиту выносятся:

1. Результаты комплексного исследования технико-экономических п интегральных экологических характеристик /по М0Х / модульной струйно-стабилизаторной ячейки.

2. Экспериментальные данные по локальной эмиссии //Ох типовой струйно-стабилизаторной ячейкой в зависимости от ее геометрических и режимных параметров.

3. Результаты исследований конструктивных возможностей дополнительной интенсификации смесеобразования в модульной стабилиза-торной ячейке с цельп снижения ев эмиссии -

4. Практические рекомендации по снижению эмиссии НОх струй-но-стабилизаторныыи горелками.

Апробация работа.

Научные результаты и основные положения диссертационной работы докладывались на: ХХХУШ Всесоюзной научно-технической сессии по проблемам газовых турбин /г.Харьков, 1991 г./, Всесоюзной межвузовской конференции по газотурбинным и комбинированный установкам /г.Москва, 1991 г./, XXXIX Научно-технической сессии по проблемам газовых турбин /г. Николаев, 1992 г./ и на научном семинаре НИО "Проблем горения" Киевского политехнического института /г.Киев, 1993 г./.

Публикации;

По теме диссертации опубликованы 2 и сдана а печать 1 работа.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав а списка использованной литературы. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 86 рисунков и 14 таблиц. Список использованной литературы включает 66 источников.

СОДЕШНИЕ РАБОта

Во введении обоснована актуальность темы и сформулирована цель исследований, защищаемые научные положения, другие обязательные сведения.

В первой гааве рассмотрены имеющиеся в литературе сведения о механизмах образования оксвдов азота при горении и кратко изложены характеристики газогорелочных устройств, применяемых для сжигания газа при высоких и переменных изСырках воздуха. Показаны преимущества и особенности рабочего процесса струйно-стабилизаторных газогорелочных устройств. Проанализированы их экологические характеристики.

Обращено внимание на нарастающую потрейюстъ дальнейшего снижения эмиссии Шг. На основании сделанных из обзора выводов сформулированы цель и задачи диссертационного исследования.

Во второй главе дано описание экспериментальных стевдов, на которых проводились исследования, а также методик измерений и обработки экспериментальных данных. Дт решения поставленных задач создано было 2 экспериментальных стенда. Стенд 1 предназначался для исследования возможностей турбулизации топливной струи путем придания соплам некруглых и ступенчатых форм.

Исследования экологических /по№Ох / характеристик модульных струйно-стабилизаторных ячеек проводились на стевде 2, схема которого изображена на рис.1. Его рабочий участок представлял собой короб прямоугольного сечения размером 60 х 300 мм, в котором могли продуваться струйно-стабилизаторные ячейки. В качестве окислителя использовался воздух /с параметрами: 1.. .0,12 Ша, Та в 288...293 К, »' 10...45 и/с/, а в качестве топлива -природный газ / &г.ш 0...6'КГ4 кг/с/. Расход воздуха измерялся с помощью интегрирующей труйси, а расход топливного газа - мерной диафрагмой.

Дня регистрации размеров и структуры факела на боковой стенке стенда имелось кварцевое окно. На верхней горизонтальной_стен-;<е рабочего участка располагались штуцера /на расстояниях X - = в 1; 2; 3 и 26,6 от среза стабилизатора/ для ввода в по-

ток газоотборных зовдов и термопар. Последний штуцер / X предназначался для измерения генерируемой ячейкой интегральной' /среднемассовой/ концентрации М0Я. Для осреднения пробы перед этим штуцером било установлено специальное перемешивающее устройство /14/. Через штуцера 1, 2, 3 вводились в поток подвижные зонды и термопары для измерения в заставил из аторном пространстве локальных концентраций и температур.

Температуры измерялись термопарой с открытым спаем 0 0,5 ым.

Химический анализ отбираемых газовых проб на Н0Х производился прибором УГ-2 с учетом рекомендуемых в литературе поправок. Основные измерения NОв застабилизаторном пространстве осуществлялись в плоскости симметрии стабилизатора, где концентрации имели максимальную локальную величину и одновременно близкую /вследствие характерного для этой зоны поля скоростей/ к среднемассовым значениям. Наряду со!срэднемассовныи|и локальными концентрациями. / мг/ы3 /у для оценки эмиссии НОх применялись тайке средние вдоль стабилизатора значения [М0Хср - N0x1 /Я ^ ? и относительные величины (МОх)Ср/(тг .эквивалентные индексу эмиссии

Ее = кг^^ива * определения поля скорости и границ зоны рециркуляции применялся Т-образный аэродинамический зонд. В целях уточнения локальных характеристик течения использовались также методы шелковинок и сажемасляных пленок. Обработка измерений проводилась па общепринятым методикам.

Третья глава содержит результаты экспериментального исследования эмиссионных характеристик /по МОх / типовой струйно-ста-билизаторной ячейки. Основные исследования проведены на модульной ячейке с характерными размерами ¿сг а 300 мм, В£Г= 30 им, с!г -а 3...4,5 мм.

В разделе 3.1 этой главы рассмотрены результаты исследования интегральной эмиссии НО* струйно-стабилиэаторной ячейкой в функции расхода газа и скорости обтекающего стабилизатор воздушного Потока. Получены опкгные значения (МОх)£ , ыг/м3 в диапазоне

. 14...36 м/с я ПОТ* ... 6М0"4 кг/с. Показана определяющая роль отношения (&г.

В разделе 3.2. произведено сравнение полученных интегральных эмиссионных характеристик модульной струйно-стабилизаторной ячейки с аналогичными характеристиками типовой струйно-стабилизатор-: ной горелки при аналогичных режимных условиях /рис.2/. Сравнение показало, что горелка имеет существенно более высокую эмиссию N0% , чем составляющие ее модульные ячейки. Из анализа следует, что причиной этого являются особенности принятого конструктивного исполнения горелок:

- шатровая форма горелки, придающая стабилизаторам наклон в сторону обтекающего их воздушного потока, что порождает за стабилизатором спутное топливной струе воздушное течение, уменьшающее интенсивность смесеобразования; 1*

- сужение к центру горелки ширины стабилизаторов /уменьшение Всг/dr / и воздушных щелей мееду ними, а также наличие здесь мало проницаемого перфорированного конуса, создают в центре горелки обдирную зону рециркуляции с большим ¡временем пребывания реагентов в области высоких температур.

Устранение или минимизация отмеченных компоновочных аффектов, составляет существенный резерв снижения ©миссии fJO^ струйно-ста-билизаторными горелками.

Сопоставление эмиссионных характеристик модульной ячейки с известными эмиссионными характеристиками горения гомогенных топливо-воздушных смесей свидетельствует о наличии определенных резервов дальнейшего снижения Н0Х и в рабочем процессе самих струйно-стабилизаторных ячеек. Детальному исследованию этого вопроса посвящены комплексные исследования рабочего процесса струино-стаби-лизаторйой ячейки, изложенные в разделе 3.3, где, наряду с измерением локальных концентраций в ближнем следе за стабилизатором, измерялись также поля температур и размеры факела при различных режимах работы ячейки. _

Установлено, что на режимах с Lq^Lcr основные химические реакции в следе за стабилизатором /как горения, так и образования А/Ох / завершается, в основном, в пределах % = 0...1, а далее превалируют уже процессы разбавления. В связи с этщ основной анализ проводился по результатам измерений в сечении X = 1.

Шея введу, что эмиссияЛ^ происходит в горящем за стабилизатором факеле, а длина последнего вдоль стабилизатора

/ &Г ±

-сследования и их анализ производились в трех режимах: при

й/в = const; &г = const; ¿.¡р =- const.

Результаты исследований показали, что при любых длинах факела рассеивается по всей длине стабилизатора /рис.3/, что может быть объяснено отсутствием прямой связи факела пламени с внеша ценными реакциями образования как быстрых, так и термических NOx.

Одновременно было установлено, что при всех режимах с переменной длиной факела при изменении сЬ , т.е. &г или Mg, изменяется не столько максимальная концентрация Шх за ячейкой, сколько протяженность вдоль стабилизатора зоны с относительно вы-

¡оким уровнем НО^- Вследствие этого средняя эмиссия (N0^)ср ¡труйно-стабилизаторной ячейки более слабо зависит от £7\ и оп-зеделякщих его режимных параметров (&г / ) , чем у типовой ¡труйно-стабилизаторной горелки /рис.2/ и у других, традиционных .'ипоэ газогореяочных устройств. .

Как ввдно, при Ш-СОПЬЬ ; С/г-СО/754 /рис.4,а/ ростЩза 1чейкой с увеличением &г приближенно может быть выражен простой зависимостью:

Mi

олз-623 6r'

1 при Gr-COPbi, efr* const , изменение "Р11 увеличении ско-

рости - зависимостью ,

[(-ззЛам tie ' Щ 12)

Как водно, увеличение Itlg (при &r-Consi1 dr'COnsl) снижает yVO^ /рис.4,б/, что связано как с увеличением избытка воздуха в ¡меси, так и с уменьшением времени пребывания реагентов в реакционной зоне. Из тех же рис.4,а . видна другая ватная отличительная особенность рабочего процесса струйно-стабйлизаторных ячеек - ма-иоизменяемость условного индекса эмиссииШ№х)ср№г\

Кроме влияния режимных параметров исследовано также влияние на эмиссию А'Ох относительной ширины струйно-сгабилизаторной ячейки 'Baldг /при Мб = 28,5 и/с = const /.

Испытания показали, что при фиксированном расходе топлива увеличение (&cr/dr) с 6,6 до 10 уменьшает и среднюю концентрацию (№х)ср и условный иццекс эмиссии [(М0к)ц,1В-г]. Это объясняется увеличением длины факела Lq)г , что, естественно, ведет к снижению концентрации топлива в факеле, к увеличению в нем коэффициента избытка воздуха. Эти зависимости приближенно могут быть выражены как:

Получены аналогичные зависимости и для режимов с подчерками-

ем LtpfConsí. В атом случае ¡то ¡15 самое увеличение Bcrfdr вдвое уменьшает (МОх)Ср и в 1,5 раза - [{№/)Ср /

Таким образом, полученные в настоящей главе материалы содержат информацию, которая может быть использована для оптимизации рабочего процесса типовой струйно-стабилизаторной ячейки в целях снижения i ввг эмиссии NOx . Шесте в тем, сравнение полученных эмиссионных характеристик струйно-стабилизаторной ячейки с известными уровнями эмиссии NOx ври сжигании готовых горючих смесей /в идентичных режимных условиях/ сввдетельствует о том, что значительные резервы дальнейшего снижения эмиссии NOx таятся в дополнительной интенсификации процесса смесеобразования в ячейке.

В четвертой главе экспериментально исследованы возможности и эффективность применения для интенсификации смесеобразования в целях снижения эмиссии NOx следующих известных приемов:

4.1. - с помощью увеличения начальной турбулентности втекающей э ячейку топливной струи путем предания соплу некруглых или ступенчатых форм. Реализованы были 2 серии экспериментов. В первой из них опробованы круглое, эллиптическое, прямоугольное, крестообразное и кольцевое сопла /при c/3kq~ ConSi /, а во второй серии исследовалось двухступенчатое сопло с различным соотношением размеров ступеней. Критерием эффективности служила длина горящего диффузионного факела. у

При размерах сопел, характерных для реальных струйно-стабили-заторных ячеек, оба приема оказались неэффективными. .

4.2. - применение стабилизатора с поперечными перегородками. В атом случае топливная струя развивается вдоль стабилизатора, имеющего в своем створе поперечные перегородки, разделяющие внут-ристабилизаторную полость на несколько полузамкнутых ячеек, шс.5,а. Каздая из этих перегородок отсекает с расширяющейся топливной струи часть слоя смешения и интенсифицирует его перемешивание в продольном вихре, заполняющем межперегородочную ячейку. Однако, одновременно с интенсификацией перемешивания, снижающей локальные» концентрации смеси ... в следе за стабилизатором, перегородки торюзяг газовую струю, повышая средние концентрации топлива в факеле. Кроме того, система продольных вихрей /между перегородками/ влияет на время пребывания реагентов в зоне высоких температур. Поэтому, как показали опыты, перегородки в створе стабилизатора служить целу снижения эмиссии могут лишь в ограниченной области режимов 1ф ^0,5 /рас.5, б/.

4.3. - нанесение зазубрин на кромки стабилизатора /рис.6,а/, которые одновременно увеличивают и количество воздуха, вовлекаемого з зону рециркуляции, и толщину турбулентного сдвигового по-гргничного слоя в следе за стабилизатором.

Поэтому стабилизатор с зазубренными кромками создает меньшую эмиссию N0%, чем стабилизатор с гладкими кромками при одинаковых условиях. Кроме того, у него (NOx)C()lGr мало зависит от ;

рис.6, б.

4.7. - применение стабилизатора переменной ширины, возрастающей вдоль развития топливной струи /рис.7,а/. При этом за стабилизатором возникает продольное вихревое течение, которое вводит в зону рециркуляции дополнительный воздух и » являясь встречным по отношению к топлпвной струе /рис.7,в/, обуславливает высокие значения определяющих турбулентность относительных скоростей

к/ - kfr + Мпроа.

_ grnar^ prnin

Средняя ширина опытного стабилизатора &ст - ^^"¡Г——

составляла 30 мм, что делало возможным сравнение подученных результатов с ранее исследованной ячейкой с равношироким стабилизатором Вст = 30 мы.

Испытания показали, что уже^при ср>адаитвль>го небольшой степени расширения стабилизатораВст .до эмиссия

Let

существенно снижается по сравнению с равношироким стабилизатором /рис.7, б/.

В пятой главе обойдены и сформулированы основные результаты и выводы работы:

1. В работе обращено внимание на то, что типовые конструкции реально выполненных струйно-стабилизаторных горелочных устройств имеют эмиссию №0Xj существенно превышающую ее уровни при сжигании гомогенных смесей при тех й , сформулированы и проанализированы возможные причины этого экспериментального факта:

1.1. - Обогащенность смеси в центральной части горелки из-за смыкания здесь воздушных щелей мезду стабилизаторами или находящегося в центра малопроницаемого перфорированного конуса;

1.2. Наличие в центре горелки оСЬшрной зоны рециркуляции с большим временем пребывания реагентов в зоне высоких /по нз-

JL"

ложедаьм в п. 1.1 причинам/ температур;

1.3. - Недостаточность количества воздуха и интенсивности

массоосменных процессов в струйно-стабилизаторной ячейке.

2. Впервые экспериментально исследованы эмиссионные характеристики /по NDji / элементарной /модульной/ струйно-стабилизаторной ячейки.

3. Произведено сравнение интегральной эмиссии N0X модульной ячейки с эмиссионными характеристиками горелки, показавшее, что ячэйка, несмотря на всю приближенность оценок, имеет существенно меньшую эмиссию М0Х , чем горелка, подтверждая тем самым действенность сформулированных в п.1 причин /п.п. 1,1; 1.2/. ■.

4. одновременно, из анализа эмиссионных характеристик ячейки и ее концентрационных полей очевидна недостаточная интенсивность происходящих в ней ыассоо (Зленных процессов.

5. В целях определения путей интенсификации и оптимизации смесеобразования в струйно-стабилизаторной ячейке, выполнено комплексное исследование ее эмиссионных /по NOg / характеристик в связи

с размерами ее факела и температурным полем за стабилизатором в функции:

- &г (при Ws = consí ; dr-consl)

- Me (при &r = consl; c!r - consl) ■ - ñcrJdr (при We = consl)

6. Анализ локальных концентрационных и температурных полей за стабилизатором показал, что уровень эмиссии //Ох саморегулирующейся струйно-стабилизаторной ячейки определяется:

6.1. - уровнем максимальных температур

6.2. - протяженностью высокотемпературной зоны вдоль стабили-

затора.

7. Благодаря свойству, отмеченному в п.6.2, уменьшается степень изменения и влияния на эмиссию //Ох первого фактора /п.6.1/, . вследствие чего одной из характерных особенностей струйно-стабияи-заторнрй ячейки является слабая зависимость

^ - f(Gr U/\U (Á )

8. Выполненные исследования возможностей дополнительной интенсификации смесеобразования в струйно-стабилизаторной ячейке показали:

8.1. - Известные приемы турбулизации струй с помощью ступен-тых сопел или приданием их сечению сложных форм не эффективны применительно к соплам струйно-стабилизагорных ячеек по причине малости их линейных размеров в сравнении с толщинами пристенных пограничных слоев.

8.2. - Стабилизатор с поперечными перегородками в его створе хотя и интенсифицирует перемешивание за стабилизатором, не может служить делу снижения эмиссии А/Ох, т.к. одновременно тормозит развитие топливной струи вдоль стабилизатора, приводя к обогащению смеси в пределах ее дальнобойности.

8.3. - Стабилизатор с зазубренными /пилообразными/ кромками обеспечивает, наряду с торможением струи, приток в зону рециркуляции дополнительного воздуха и турбулизацию этой зоны, что дает снижение эмиссии но он снижает, одновременно, устойчивость горения на бедном пределе -

8.4. - Из всех опробованных в настоящей работе приемов интенсификации смесеобразования в струйно-стабилизаторной ячейке /с целью снижения эмиссии наиболее рациональным является использование стабилизаторов переменной ширины /с увеличением последней вдоль развития топливной струи/, обеспечивающих, наряду с вводом дополнительного воздуха, "образование вдоль стабилизатора продольного течения, встречного по отношению к топливной струе, благодаря чему относительная скорость смешивающихся потоков

• /V -М.Ыпрод

9. На основании полученных в работе материалов можно сформулировать следующие рекомендации по дальнейшему снижению эмиссии /УОх струйно-стабилизаторной горелкой:

9.1. - Устранение или сведение к минимуму центральной высокотемпературной зоны рециркуляции за горелкой;

9.2. - Увеличение /в пределах, допускаемых потерями давления/ скорости воздуха в проходных сечениях горелки (№), способствующее увеличению пульсационных скоростей в зоне рециркуляции и уменьшению времени пребывания реагентов в ней.

9.3. - Уменьшение диаметра топливных сопел, увеличивающее "Ваг и скорость истечения топливных струй Й/г.

9.4. - Увеличение степени изменения ширины стабилизатора

— огпах о'

йВсг= &Г, Ber > Lct

повышающей скорость встречного течения (Ыпрсд.),

9.5. - Увеличение угла раскрытия фронтового устройства горелки, уменьшающего радиальную составляющую скорости, обтекающего стабилизаторы.. потока, противодействующую, развитию необходимого встречного течения Шлрод).

10. В результате анализа опытных результатов получены эмпирические зависимости / ; 1, 2, -3, 4 и др./, могущие быть полезными при практической реализации предложенных выше рекомендаций и при анализе рабочего процесса действующих и проектируемых струйно-ста-билизаторных газогорелочных устройств.

Публикации по теме диссертации.

1. Христич В.А.., Любчик Г.Н., Хасан X. и др. Локальная интенсификация смесеобразования в первичной зоне как средство снижения эмиссии 0g газотурбинной камерой сгорания. В сб.: Тезисы докл. ХХХШ Всесоюзной научно-технической сессии по проблемам газовых турбин. Харьков. 1991.-Q0-31 с.

2. Христич В.А., Броздниченко Ю.Г., Хасан X., Зарицкий A.A. Интенсификация смесеобразования и снижение эмиссии Щ в струйно-стабилизаторно^ модуле. В сб.: Газотурбинные и комбинированные установки. Тез.докл. Всесоюзной межвузовской конференции. Москва. 1991. -С. 101.

. 3. В.А.Христич, D.Г.Броздниченко, Х.Хайсам, А.А.Зарицкий. Интенсификация смесеобразования за струйно-стабилизаторным модулем в целях снижения эмиссии . Харьков /в печати/.

Условные обозначения. В - ширина, ш; L - длина, мм; d - диаметр, мм; & - массовый расход, кг/с; Ы - скорость, м/с; Р - давление, Ша; Т - температура, К; уР - плотность, кг/u3; N0t~ оксиды азота, нг/ы3.

Индексы.

Ст - стабилизатор; В - воздух; F - газ; ® - факел; Ср - средний; ^ - интегральный /среднемассовый/; Усл. - условный; L - локальный; Т - топливо; Пред - продольный; X, У , 2 - координаты.

-13-

Схвил «ксперкмвятаилого стада Я Z

X - объект иселедовагкв; 2 - смотровое гаерлевое' окно; 3 - свеча ааятавга; 4 - егупера отбора проб газа; 5 - узел подачи тюйква ¡ 6 - катувка загегвявя; 7 - раеходоиврнов устройство ; В - регуирулцзя заслонка, вогдухв; 9 - ПруииниЛ «aaoueip S. 10 - «гоичатвА край регулировка расхода rasas II - иятегрврухцая труСка; 12,13 - 1/-овразнив дгйереи-шалышв манометры. 14 гперемаетвагсвв устровство.

РЛ

60 60 •м го о

P¿2. Сравнение уровней эмиссии //0х для струИно-стаби-лизаторной горелки и элементарной струйко-стабишза-торной ячейки (при одинаковых скоростях ' ЭД =20,5-3Оы/с) и близких коэффициентах загромозденся £ Kf » 0,7-0,8)

S)

зао 500 loo Lcr,Hn

2W

m

J<20 60

ai .

У i 'ЩД

л к

400 600 wo

№ SL Tr*3,7W*bost

í V!

«le

P.3. O - влияние на концентрацию N0X при ¡rfg = 7,2,5n/c^ Const i ff - влияние Цна концентрацию при- &г «= •i?"'0' Xr/t~COn$t¡

1 - факел пламени за сталющзатором;

2 - температура; ./Л

3 - концентрация /г Чг *

Шср мг/м*

6

4)

2

ШО*)ср

Шх)ср

—с / ,

•.ии т'-—О

12

6)

60-ко 20

Г*ТЖ

ту&Ат]

I N (щуя

<щ/~

50

20

10

15 £5- 3*

Р.4. а- влияние£на эмиссирннне характеристики струйно-стаби-лизаторяой ячейки пртйй=28,5 ь\/с=Сол$£;

¿Г- эмиссионная характеристика струйно-стабилизаторной ячейки по/УОпрл изменении скорости воздушного потока в условиях Ч- = С£?Л5Й .

20

Ю

—--- i -с и

р

ОЛ М Q6 QS iO ¿f)e

а) - -0-* а

Р.5. Струйно-стабшшзаторная ячейка со стабилизатором с поперечными перегородками; б -средние относительные концентрации за ячейкой(. Xtfg = 28,5 М/с ; х = 1)-

V

I7 О -£

/ /

1

Р.6. а - Схема зазубренного ( пилообразного^ стабилизатора} 6 - Средние относительные концентрации' AÜ за ячейкой ( Wfi =28,5 м/с ; х = 1).

Х..ММ

Ь)

Ск1

/ 7х

У

2 5 * ■ 5 ОМСГ"]. *?

Р. 7. а - Схема ячейки со стабилизатором' переменной ширины; б - средние концентрация^ для стабилизаторов постоянной и переменной ширины; в - схема развития топливной струи за стабилизатором переменной ширины,скорости и границы продольного течения[лВстт 0,066; Мб« 28,5 м/с).