Теплоэнергетика рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения

• Автор: Быченок, Вячеслав Иванович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 350 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ ПО ЛИТАТУРНЫМ ИСТОЧНИКАМ. .
1.1 Принципиальные отличия процессов пульсирующего горения от стационарных процессов горения и анализ их теплотехнических характеристик

1.2 Возможные конструкции АПГ и освоенные области их применения

1.3. Состояние вопроса по расчету параметров рабочего процесса и проектированию аппаратов пульсирующего горения
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В АППАРАТЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ
2.1 Модель рабочего процесса в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном

2.2 Механизм обратной связи, поддерживающий пульсирующий режим горения в АПГ

2.3 Кинетика течений в каналах аппарата пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном

2.4 Решение задачи в интегральной формулировке.

2.5 Математический анализ уравнений возмущенного движения в каналах АПГ на основе модели сильного разрыва
2.6 Идеализации процессов в зоне горения АПГ
2.7 Газодинамический анализ взаимодействия потоков на поверхности разрыва между камерой сгорания и резонансной трубойИЗ
2.8 Механизм работы аэродинамического клапана на основе анализа импульсного взаимодействия потоков
ГЛАВА З МАТЕМАТИЧКСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗМУЩЕННЫХ ДВИЖЕНИЙ В АППАРАТАХ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ.
3.1 Анализ возмущенного движения системы двух тел, представляющих собой сплошную среду, в инерционной системе Лагранжа
3.2 Методика термодинамического расчета, рекомендуемая для определения равновесного состава и свойств продуктов сгорания в АПГ.
3.3 Влияние акустических возмущений на механизм тепловыделения в зоне горения
3.4 Расчет термодинамических функций химически реагирующих систем при возмущенных значениях параметров
ГЛАВА 4 ТЕРМОГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОЦЕССОВ ВОЗМУЩЕННОГО ДВИЖЕНИЯ В АПГ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ.
4.1 Теоретические подходы к решению задач термогидроакустической устойчивости процессов в теплоэнергетических аппаратах
4.2 Решение задачи термогидроакустической устойчивости в АПГ с аэродинамическим клапаном на основе функции Лагранжа
4.3 Определение частот колебаний в АПГ с аэродинамическим клапаном на основе функции Лагранжа
4.4 Частные случаи расчета частот колебаний в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном.
4.5 Математический анализ частот колебаний в аппарате пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном на основе расходною механизма
ГЛАВА 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА АППАРАТА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ
5.1 Общая характеристика исследуемого аппарата пульсирующего горения и экспериментальной установки.
5.2 Методика проведения эксперимента и обработка экспериментальных данных
5.3 Результаты исследований влияния геометрических размеров клапана и резонансной трубы на температуру газа по ее длине при различных расходах топлива.
5.4 Исследование влияния геометрических размеров аппаратов пульсирующего горения на коэффициент избытка воздуха
5.5 Исследование амплитудночастотных характеристик АПГ с аэродинамическим клапаном в зависимости от геометрических размеров.
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АПГ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ КЛАПАНОМ
6.1 Исследования парогенератора со змеевиком в камере сгорания
6.2 Исследования парогенератора на основе аппарата пульсирующего горения с рубашкой охлаждения.
6.3 Исследования парогенератора на основе аппарата пульсирующего горения при впрыске жидкости в резонансную трубу
6.4 Приближенная методика расчета геометрических размеров АПГ с аэродинамическим клапаном на заданную гепловую мощность.
6.5 Конструкции теплогенераторов для сушки материалов и отопления промышленных зданий.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


На этот недостаток указывают практически все авторы. Конкретные значения звукового давления приводятся, например, в ,,. Б. При этом возникает опасность генерации звуковых колебаний низкой частоты в интервале КГ1 Гц Низкие частоты обладают хорошей проникающей способностью и поэтому могут вызывать разрушения окружающих построек, если возникнут условия для их резонанса. Особенно в области резонансных частот его внутренних органов, которые составляют 5 Гц. В работе указывается на прямую связь уровня звукового давления пульсирующего потока с его тепловой мощностью. Возможные конструкции АПГ и освоенные области их применения. По конструктивным решениям и технологическому назначению камеры пульсирующего горения существенно отличаются друг от друга, что вызывает затруднение при их классификации. В одних случаях АПГ удобнее отнести к горелочным устройствам, в других они могут совмещать функции горелочного устройства и теплогенератора, втретьих они могут работать по принципу ударных труб. В связи с этим камеры пульсирующего горения можно разделить на две большие группы релаксационные и резонансные. В релаксационных камерах сгорания генерируются низкочастотные колебания с большой амплитудой за счет принудительной организации периодического процесса горения. Для релаксационных камер сгорания можно выделить характерные фазы наполнение горючей смеси, воспламенение внешним источником и выброс продуктов сгорания. Сразу можно отметить, что рабочий процесс в релаксационных камерах сгорания не является предметом детального рассмотрения данной работы. Однако, чтобы подчеркнуть принципиальные различия от резонансных камер пульсирующего горения, ниже приводятся некоторые наиболее интересные конструкции. На рис. ЭНИН им. Кржижановсгого. Работает релаксационная камера, представленная на рис. В камеру воспламенения 2 подают горючий газ и одновременно в хвостовую часть 3 и выхлопной патрубок 4 подают инертный газ с расходом 0,0, от расхода горючего газа. Рис. После заполнения камеры включают запальник 1, который поджигает горючий газ. В результате воспламенения газа формируется фронт горения, который ускоряется и переходит в детонационный режим, создавая ударную волну. В результате возникновения ударной волны давление повышается. За счет наличия в хвостовой части инертного газа интенсивность ударной волны 2 раз больше, чем без инертного газа. В такой камере сгорания импульсы воспламенения генерируются внешним источником с частотой 8 Гц. При подаче метана м3ч и инертного газа 0,1 м3ч получили ударную волну со скоростью мс, давлением 5 МПа и температурой К. Устройство импульсного горения авторов Казанского химикотехнологического института и Казанского государственного университета показано на рис. Рис. Продукты сгорания движутся к закрытому торцу камеры сгорания, возникает отраженная ударная волна и детонационный режим горения. На выходе получают сверхзвуковую струю с высокой температурой. Преимуществом устройства на рис. Это обеспечивается перемещением трубчатой спирали 2 и запальника 3 по каналу камеры зажигания 4. Рассмотренные конструкции относятся к релаксационным камерам сгорания. Релаксационные камеры сгорания чаще всего используют в установках плазменного напыления тугоплавких покрытий или для очистки поверхностей. В камерах пульсирующего горения резонансного типа периодический процесс подачи горючего или окислителя, чаще всего это воздух, происходит с частотой собственных акустических колебаний, возникающих в процессе работы камеры сгорания, а воспламенение горючей смеси от внешнего источника требуется только в начальный момент. В дальнейшем режим вибрационного горения поддерживается автоматически. Поэтому внешний источник воспламенения отключается. В устройствах пульсирующего горения резонансного типа температура, скорость и импульс струи выхлопных газов гораздо ниже, чем в горелках импульсного типа и области их применения на много шире, поэтому они отличаются многообразием конструкций. Общий вид конструкция камеры пульсирующего горения резонансного типа представлена на рис. Рис.