Влияние температуры окислителя на режимы зажигания частиц древесной биомассы; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 8

Bibliographic Details
Parent link:	Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 8.— 2026.— С. 32-44
Corporate Author:	Национальный исследовательский Томский политехнический университет Инженерная школа энергетики Научно-образовательный центр И. Н. Бутакова (НОЦ И. Н. Бутакова)
Other Authors:	Баранова А. А. Анастасия Андреевна, Сыродой С. В. Семен Владимирович, Косторева Ж. А. Жанна Андреевна, Омаров А. А. Азимхан Адилханович, Некрасов С. С. Семён Сергеевич, Сенчихин Д. К. Дмитрий Константинович
Summary:	Актуальность. В 2022–2024 гг. установлено и закреплено на официальном уровне, что нетрадиционные возобновляемые источники энергии (ветрогенераторы и солнечные панели) в обозримом будущем (15–20 лет) не смогут заменить традиционную энергетику (тепловые и атомные электростанции) в связи с отсутствием до настоящего времени мощных надежных и безопасных систем хранения электрической энергии. Поэтому угольные электростанции в ближайшие десятилетия будут, безусловно, оставаться основой производства электроэнергии не только в Китае, Индии, США и Польше, но и во многих других странах. В этой связи научной проблемой мирового уровня является загрязнение окружающей среды продуктами сгорания угля (оксиды серы и азота). Решить эту проблему можно сжигая уголь в топках паровых и водогрейных котлов в смеси с биомассой (древесной в первую очередь). Но сжигание древесины в топках котельных установок пока в большинстве случаев приводит к интенсивному зашлаковыванию поверхностей нагрева, что обусловлено слабой проработкой теории процессов термической подготовки в индукционный период частиц древесины. Поэтому актуальной задачей, решение которой может обеспечить в будущем переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, является задача обоснования параметров процесса сжигания частиц древесной биомассы в топочных устройствах котельных агрегатов. Цель: определение режимов зажигания частицы древесной биомассы в условиях варьирования характерных размеров частиц топлива и температуры окислителя. Объект: частица древесины (сосна) кубической формы трёх характерных размеров. Метод. Для определения режимов зажигания и горения частицы древесины кубической формы в условиях высокотемпературного нагрева использовался специальный экспериментальный стенд с лазерной подсветкой частицы топлива в условиях нагрева. Результаты и выводы. Установлена условная температурная граница Tcr=908 K раздела двух режимов зажигания (газофазный и гетерогенный) частицы древесной биомассы из сосны. При этом показано, что характерный размер частицы древесины (в исследуемом диапазоне размеров L=4÷8 мм) не оказывает значимого влияния на характеристики и условия перехода от одного режима зажигания к другому. Также экспериментально установлено, что при относительно низких температурах окислителя разница времён задержки зажигания для разных режимов зажигания при характерном размере частиц L=8 мм может достигать 10 % Relevance. In 2022–2024, it was officially established that unconventional renewable energy sources (wind turbines and solar panels) in the foreseeable future (15–20 years) will not be able to replace traditional energy (thermal and nuclear power plants) due to the lack of powerful, reliable and safe electric energy storage systems. Therefore, coal-fired power plants in the coming decades will certainly generate large amounts of electricity not only in China, India, the USA and Poland, but also in many other countries. In this regard, the world-class scientific problem is environmental pollution by coal combustion products (flue gases from coal-fired power plants). This problem can be solved by burning coal in the furnaces of steam and hot water boilers mixed with biomass (wood in the first place). But wood burning in the furnaces of boiler installations so far in most real technologies leads to intensive slagging of heating surfaces. Therefore, an urgent task, the solution of which can ensure the transition to environmentally friendly and resource-saving coal-fired power in the future, is the task of substantiating the parameters of ignition and combustion of wood biomass particles. Aim. To determine the combustion modes of wood biomass particles of different sizes during high-temperature heating. Object. Wood particles (pine) of cubic shape of three characteristic sizes. Method. To determine the ignition and combustion modes of cubic wood particles under high-temperature heating conditions, a special experimental setup with laser illumination was used. Results. A conventional temperature boundary of Tcr=908 K was established for the transition between two ignition modes (gas-phase and heterogeneous) for pine wood biomass particles. It was also shown that the characteristic particle size of the wood (in the studied size range, L=4–8 mm) has no significant effect on the characteristics and conditions of the transition from one ignition mode to another. It was also experimentally established that, at relatively low oxidizer temperatures, the difference in ignition delay times for different ignition modes with a characteristic particle size of L=8 mm can reach 10% Текстовый файл
Language:	Russian
Published:	2026
Subjects:	электронный ресурс труды учёных ТПУ биомасса древесина зажигание время термической подготовки нагрев режимы зажигания biomass wood ignition thermal preparation time heating combustion modes
Online Access:	bulletin_tpu-2026-v337-i8-04.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/8/5436
Format:	Electronic Book Chapter
KOHA link:	https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=688392