Влияние параметров распыления водоугольных суспензий и их свойств на первичное дробление капель в струе; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 7
| 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, № 7.— 2026.— С. 36-48 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | |
| Summary: | Актуальность. Современные экологические и энергетические вызовы диктуют необходимость перехода к чистым энергетическим технологиям. Это является основанием для активного поиска и создания инновационных источников энергии и топлива. Одним из наиболее перспективных подходов к соблюдению таких требований при сохранении объемов производства электроэнергии на тепловых электростанциях является использование многокомпонентных топливных смесей, например, водоугольных суспензий. Цель. Проведение экспериментальных исследований процессов фрагментации струи водоугольных суспензий (количество, размер, форма капель) на малых расстояниях от сопла в зависимости от параметров распыления и свойств суспензии. Объект. Экспериментальные исследования проводились с водоугольными суспензиями на основе бурого угля (марки 2Б) с добавлением 1 и 2 % по массе технического углерода. В качестве образца сравнения использовалась суспензия, состоящая из угля и воды, без добавления третьей компоненты. Методы. Приготовление водоугольных суспензий осуществлялось при помощи гомогенизатора с кавитационным эффектом. Для распыления водугольных суспензий применялась пневматическая форсунка с внутренним смешением суспензии и распыляющего агента. Средний размер капель топлива после распыления определялся при помощи метода Interferometric Particle Imaging. Определение скоростей капель осуществлялось при помощи метода Particle Image Velocimetry. Результаты и выводы. Экспериментально доказано влияние параметров распыления и компонентного состава суспензий на форму капель, их размер и скорость. Установлено, что третья компонента – нанодисперсный технический углерод – способствует существенному росту кинематической вязкости суспензии и незначительному изменению ее плотности. Доказано, что в непосредственной близости к соплу форсунки при малых значениях давления воздуха (0,1 МПа) в струе присутствуют крупные (более 1 мм) фрагменты суспензии. Капли топлива имеют формы сфер, вытянутых эллипсоидов и капель. Режим распыления при давлении воздуха 0,2 МПа является переходным – от крупнодисперсной газокапельной струи к мелкодисперсной. При добавке 2 % по массе нанодисперсного технического углерода количество крупных капель и фрагментов суспензии увеличивается до 88 % Relevance. Modern environmental and power challenges dictate the need to switch to clean energy technologies. This is the basis for an active search and creation of innovative sources of energy and fuel. One of the most promising approaches to meeting such requirements while maintaining electricity production at thermal power plants is the use of multicomponent fuel mixtures, for example, coal-water slurries. Aim. Experimental studies of the fragmentation processes of the coal-water slurries jet (quantity, size, shape) at short distances from the nozzle, depending on the spraying parameters and the slurry properties. Object. Experimental studies were carried out with coal-water slurries based on lignite (2B grade) with addition of 1 and 2 wt % of carbon black. A slurry consisting of coal and water, without the addition of the third component, was used as a reference sample. Methods. Coal-water slurries were prepared using a homogenizer with a cavitation effect. A pneumatic nozzle with an internal mixing of the slurry and the spraying agent were used to spray the coal-water slurries. The average size of fuel droplets after spraying was determined using the Interferometric Particle Imaging method. Droplet velocities were determined using the Particle Image Velocimetry method. Results and conclusions. The effect of spraying parameters and the component composition of the slurries on droplet shape, size and velocity was experimentally proven. It was found that the third component, nano dispersed carbon black, contributes to a significant increase in the kinematic viscosity of the slurry and a slight change in its density. Large (more than 1 mm) slurry fragments were proved to be present in a jet in the immediate vicinity of the nozzle at low air pressure (0,1 MPa). Fuel droplets have the shapes of spheres, elongated ellipsoids, and droplets. The spray mode at air pressure of 0,2 MPa is transitional – from a coarse-dispersed gas droplet jet to a finely dispersed one. The number of large droplets and fragments of the slurry increases to 88% with the addition of 2 wt % of nano dispersed carbon black Текстовый файл |
| Language: | Russian |
| Published: |
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | bulletin_tpu-2026-v337-i7-04.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/7/5324 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=688440 |