Способ сжигания топлива

 

Использование: для сжигания различных видов топлива Сущность: топливо и окислитель подают встречными равнораспределенными струями, образуя однородный кольцевой слой горючей смеси При достижении этим слоем толщины h инициируют детонацию в указанном виде, после чего непрерывно подают топливо и окислитель, поддерживая детонационноспособный слой горючей смеси в пропорции fe (6-15) h () h, где h - критический размер детонации горючей смеси; I - длина замкнутого кольцевого слоя 1 ил.

Комитет Российской Федерации ио патентам и товариътм знакам

<в) КЦ (и> 0 (Я) 5 Р2ЗС11 09 F23R7 00 (21) 4857837/06 (22) 060890 (Ле) ЗОМ ЯЗ Бюа М аз-И (71) Институт гидродинамики имМАПаврентьева

СО PAH (72) Быковский ФЛ; Войцеховский Б.8„Митрофанов

B.В. (73) Институт гидродинамики им.МАЛаврентьева

СО PAH (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА (67) Использование: для сжигания различных видов топлива Сущность: топливо и окислитель подают встречными равнораспределенными струями, образуя однородный кольцевой спой горючей смеси.

При достижении этим слоем толщины h инициируют детонацию в указанном виде, после чего непрерывКо подают топливо и окислитель, поддерживая детонационноспособный слой горючей смеси в пропорции Ь (6Л5) h (6Л5) h, где h — критический размер детонации горючей смеси; I — длина замкнутого кольцевого слоя. 1 ил.

2003923

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания различных видов топлив. Оно найдет себе применение в двигателестроении, на транспорте, в стационарных энергетических установках, в химической промышленности и т. и.

Известен способ сжигания топлива путем возбуждения в камере сгорания акустических колебаний с определенным спектром частот и амплитуд. С целью повышения экономичности поддерживают спектр частот акустических колебаний аналогичным спектру собственных частот камеры сгорания j1).

Недостатком этого способа является применение дополнительных устройств для возбуждения акустических колебаний и наличие шумов, воспринимаемых человекам, а также повышенные тепловые потери в стен3г p$

Прототипом предлагаемого способа является способ сжигания топлива путем подачи воздуха (акислителя) центральным и периферийным закрученными в противоположных направлениях потоками. С целью повышения качества смесеобраэования в каждый воздушный поток вводится топливо, при этом в центральном патоке создается избыток топлива, а в периферийном — его недостаток j2).

Недостатком данного способа является низкая степень перемешивания топлива и окислителя в двух струях, чта, в свою очередь, снижает экономичность способа.

Целью изобретения является повышение экономичности способа сжигания газообразных, жидких и мелкодисперсных топлив путем повышения полноты сжигания топлива, Цель достигается тем, чта топлива и окислитель подают встречными, равнораспределенными струями, образуя однородный кольцевой слой горючей смеси, при достижении этим слоем толщины инициируют детонаци а в указанном слое, после чего непрерывна подают топливо и окислитель, поддерживая детонационнаспособный слой горючей смеси в пропорции >(6 — 15)!1, где h- критический размер детонации горючей смеси; l — длина замкнутого кольцевого слоя.

Если длина кольцевого слоя будет в 2,3 раза больше минимальной, то можно реализовать 2,3 поперечные детанационные волны (ПДВ), которые устанавливаются в слое пОсле единичного инициирования, На чертеже изображен процесс сжигания топлива в Г ДВ.

Топливо и окислитель поступают раздельно встречными струями и перемешиваются в узком слое 1, по которому после возбуждения распространяется одна или несколько ПДВ 2. За ПДВ происходит оттеснение продуктов 3 детонации натекающими топливом и окислителем, чем обеспечивается непрерывный периодический самоподдерживающийся детонационный процесс, прекращающийся после окончания подачи топлива и окислителя. Продукты детонации оттесняются в стороны, Размер слоя h детонационноспособной смеси определяется; а) активностью смеси топлива и окислителя, б) степенью их перемешивания, в) давлением смеси в кольцевом слое (P c).

20 .Произведение h Рс const, поэтому с увеличением Рс размеры слоя могут быть уменьшены обратно пропорционально Рс.

Ухудшение перемешивания увеличивает критическую величину слоя h и, следовательно, требует увеличения размеров слоя, При уменьшении скорости подачи топлива и окислителя замедляется обновление смеси и ухудшается качество перемешивания, что приводит к увеличению размеров слоя сме30 си

Предлагаемый способ обладает возможностью легкого управления процессам сжигания, Эта возможность обусловлена тем, что скорость сжигания топлива при данФ нам способе практически совпадает со скоростью его образования в кольцевом слое, так,как время горения каждой вдуваемой порции топлива относительно мало.

Пример конкретного исполнения.

Способ непрерывного детонационнога сжигания топлива был реализован на стенде Института гидродинамики им, M.А. Лаврентьева СО РАН, В камере кольцевой цилиндрической геометрии на топливных

45 компонентах. керосин — кислород была осуществлена теоретически возможная полнота сгорания топлива, Достигались скорости

ПДВ до 2460 м/с при соотношении = 15 h.

Для других топливных компонентов при

50 стехиаметричес ком составе и давлении в камере Рк = 0,1 МПа реализовались следующие соотношения h и !; а) ацетилен — кислород — h = 4 мм; = 30 мм(i=75h);

55 б) пропан-кислород — h = 14 мм; = 105 мм(1 = 7,5h); в) метан-кислород — h = 10 мм; = 105 мм (! = 10,5И);

r) этиловый спирт-кислород — h = 16 мм; ! = 95 мм (! = 6h).

2003923

2. Авторское свидетельство СССР

N 1370368, кл. F 23 О 14/00, 1986, Формула изобретения

Составитель Ф,Быковский

Редактор Т.Лошкарева Техред МЛоргентал Корректор П.Гереши

Заказ 3320

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 (56) 1.Авторское свидетельство СССР

N 1361424, кл. F 23 С 11/00, 1987.

СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИ8А, включающий раздельную подачу окислителя и топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем повышения качества сгорания топлива, топливо и окислитель подают встречными, равноудаленными струями, образуя однородный кольцевой слой горючей смеси, по дости5 жении этим слоем толщины h инициируют детонацию в укаэанном слое, после чего непрерывно подают топливо и окислитель, поддерживая детонационноспособный слой горючей смеси в пропорции 1 (61015) К где h - критический размер детонации горючей смеси; (- длина замкнутого кольцевого слоя.