Исследование процессов воспламенения и горения смесевых топлив на основе угля и древесины в различных условиях термического воздействия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы процессы зажигания смесевых топлив, сформированных на основе угля марки 3Б месторождения Майкубен, и мелкодисперсных отходов лесопиления и деревообработки. Выполнен анализ процессов воспламенения и горения топливных смесей при различной организации процессов горения. Установлено, что концентрация древесной составляющей оказывает существенное влияние на процессы начала окисления и горения смесевых топлив. При увеличении доли древесной составляющей в смеси до 50% время задержки зажигания снижается в среднем на 18% во всех случаях выполняемых исследований.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Д. Мисюкова

ФГАОУ ВО НИ ТПУ Инженерная школа энергетики; ФГБОУ ВО КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева

Автор, ответственный за переписку.
Email: adm14@tpu.ru
Россия, Томск, 634050; Кемерово, 650000

С. А. Янковский

ФГАОУ ВО НИ ТПУ Инженерная школа энергетики; ФГБОУ ВО КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева

Email: jankovsky@tpu.ru
Россия, Томск, 634050; Кемерово, 650000

А. К. Берикболов

ФГАОУ ВО НИ ТПУ Инженерная школа энергетики

Email: akb10@tpu.ru
Россия, Томск, 634050

Н. С. Янковская

ФГАОУ ВО НИ ТПУ Инженерная школа энергетики

Email: nsy4@tpu.ru
Россия, Томск, 634050

Список литературы

  1. Zhang Y., Mckechnie J., Cormier D., Lyng R. // Environ Sci Technol. 2010. V. 44. № 1. P. 538. https://doi.org/10.1021/es902555a
  2. Volkova M.V. // Russian regions in the focus of change. 2019 (Ekaterinburg, Russia, November 17–19, 2022). P. 154.
  3. Yaqub Z.T., Oboirien B.O., Akintola A.T. // J. Mat. Cycles and Waste Management. 2021. Springer, 2021. V. 23. № 3. P. 899. https://doi.org/10.1007/s10163-021-01180-0
  4. Kaza S, Yao L., Bhada-Tata P., Van Woerden F. // What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050. (Washington, DC: World Bank, 2018) (accessed: 15.12.2022).
  5. Qamar O., Jamil F., Hussain M., Al-Muhtaseb A., Inayat A., Waris A., Akhter P., Park Y. // Chem. Eng. J. 2023. V. 454. P. 140240. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2022.140240
  6. Weldu Y.W., Assefa G., Jolliet O. // Appl. Energy. Elsevier. 2017. V. 187. P. 564. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.11.101
  7. Syrodoy S. V., Kostoreva J.A., Kostoreva A.A., Asadullina L.I. // J. Energy Institute. Elsevier. 2020. V. 93. № 2. P. 443. https://doi.org/10.1016/j.joei.2019.07.007
  8. Bai X., Lu G., Bennet T., Sarroza A., Eastwick C., Liu H., Yan Y. // Exp. Therm. Fluid Sci. Elsevier. 2017. V. 85. P. 322. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2017.03.018
  9. Mouton L., Trigaux D., Allacker K., Röck M. // Energy Build. Elsevier. 2023. V. 282. P. 112678. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112678
  10. Rohr A.C., Campleman S., Long Ch., Pererson M., Weatherstone S., Quick W., Lewis A. // Intern. J. Environmental Res. and Public Health 2015. V. 12. P. 8542. https://doi.org/10.3390/ijerph120708542
  11. Yankovsky S. Tolokol’nikov A., Gorshkov A., Misyukova A., Kuznetsov G. // App. Sci. (Switzerland). MDPI 2021. V. 11. № 24. P. 301. https://doi.org/10.3390/app112411719.
  12. Xu Y., Yang K., Zhou J., Zhao G. // Sustainability 2020. V. 12. P. 3692. https://doi.org/10.3390/su12093692
  13. Xu Y., Axt Ch., Song M., Kneer R., Li Sh. // Proc. Combustion Institute. Elsevier. 2021. V. 38. № 3. P. 4179. https://doi.org/10.1016/j.proci.2020.07.131
  14. Riaza J., Khatami R., Levendis Y., Alvarez L., Gil M., Pevida C., Rubiera F., Pis J. // Biomass Bioenergy. Pergamon. 2014. V. 64. P. 162. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.03.018
  15. Flower M., Gibbins J. // Fuel. Elsevier. 2009. V. 88. № 12. P. 2418. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.02.036
  16. Wang G., Silva R., Azevedo J., Martins-Dias S., Costa M. // Fuel. Elsevier. 2014. V. 117. P. 809. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.09.080
  17. Mason P., Darvell L., Pourkashanian M., Williams A. // Fuel. Elsevier. 2015. V. 151. P. 21. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.11.088
  18. Qi S., Wang Zh., Costa M., He Y., Cen K. // Fuel. Elsevier. 2021. V. 283. P. 118956. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118956
  19. Rashwan S., Ibrahim A., Abou-Arab Th., Nemitallah M., Habib M. // Energy. Elsevier Ltd. 2017. V. 122. P. 159–167. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.01.086
  20. Янковский С.А., Кузнецов Г.В., Мисюкова А.Д. // ХТТ. 2022. № 1. P. 57. [Solid Fuel Chemistry, 2022. V. 1. P. 57. https://doi.org/10.31857/S0023117722010108
  21. Kuznetsov G., Cherednik I., Galaktionova A., Yankovsky S. // J. Phys. Conf Ser. 2021. V. 2057. № 1. P. 012128. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2057/1/012128

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальный стенд для исследования воспламенения и горения смесевых топлив при термическом нагреве в слое: 1 – терморегулируемая муфельная печь; 2 – смесевое топливо массой 1 г; 3 – координатное устройство с приводом; 4 – платинородиевая термопара; 5 – высокоскоростная видеокамера; 6 – преобразователь сигнала Термодат; 7 – персональный компьютер; 8, 9, 10, 11, 12 – каналы связи между оборудованием [21] .

Скачать (409KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Принципиальная схема экспериментальной установки по исследованию процессов воспламенения частицы биомассы и частицы угля, расположенных на некотором расстоянии одна от другой (1; 2 и 3 мм): 1 – печь с регулируемой температурой, 2 – высокоскоростная камера, 3 – держатель с иголками для крепления частицы биомассы и частицы угля, 4 – координатный механизм, 5 – канал связи координатного механизма с ноутбуком, 6 – канал связи камеры с ноутбуком, 7 – ноутбук.

Скачать (313KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Принципиальная схема экспериментальной установки по исследованию зажигания пылевидных топлив в потоке воздуха: 1 – терморегулируемая муфельная печь; 2 – пылевидные частицы угля и древесины; 3 – держатель; 5 – высокоскоростная видеокамера; 9 – персональный компьютер; 4, 6, 8 – каналы связи между элементами установки.

Скачать (344KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение времен задержки зажигания при слоевом сжигании смесевых топлив на основе угля месторождения Майкубен и тонкодисперсной древесины: 1 – У_100%, Д_0%; 2 – У_90%, Д_10%; 3 – У_75 % , Д_25 %; 4 – У_50%, Д_50%.

Скачать (93KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Процесс зажигания пылевидных смесевых топлив, расположенных в слое: (а) – 100%_У/0%_Д; (б) – 90%_У/10%_Д; (в) – 75%_У/25%_Д; (г) – 50%_У/50%(Д).

Скачать (148KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Влияние древесной компоненты на процесс воспламенения частицы угля с изменением расстояния одной от другой на 1, 2 и 3 мм: 1 – уголь, 2 – древесина.

Скачать (108KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изменение времен задержки зажигания при поточном сжигании смесевых топлив на основе угля месторожления Майкубен и мелкодисперсной древесины (1 – У_100%, Д_0%; 2 – У_90%, Д_10%; 3 – У_75% , Д_25%; 4 – У_50%, Д_50%).

Скачать (106KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Процесс зажигания витающих пылевидных смесевых топлив в диапазоне температур 600°С, 700°С и 800°С (а – 100%_У/0%_Д; б – 90%_У/10 %_Д; 75 %_У/25%_Д; в – 50%_У/50%_Д (1 – попадание в кадр частиц; 2 – начало процесса воспламенения; 3 – зажигание смесей).

Скачать (242KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024