Интенсификация процесса сжигания биогаза в газогорелочном устройстве бытового назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Рамазанов Рафшан Салманович

• Рамазанов Рафшан Салманович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Рамазанов Рафшан Салманович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Развитие системы газоснабжения в Российской Федерации

1.2. Тенденции совершенствования систем газоснабжения

1.3. Перспективы использования биогазового топлива в системах газоснабжения

1.4. Газогорелочные устройства для сжигания биогаза газовых топлив

1.5. Задачи исследования и методологические основы работы

Выводы

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА СЖИГАНИЯ БИОГАЗОВОГО ТОПЛИВА В ГАЗОГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВАХ

2.1. Определение физических свойств биогаза

2.2. Теплообмен от нагретой поверхности газогорелочного устройства к потоку газовоздушной смеси

2.3. Математическая модель процесса сжигания биогаза

2.3.1 Компьютерное моделирование образования газовоздушной смеси в корпусе газовой горелки

2.3.2 Компьютерное моделирование сжигания газовоздушной смеси

Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СЖИГАНИЯ БИОГАЗА В ГОРЕЛКЕ БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

3.1. Программа исследований и описание экспериментальной установки

3.2. Приборы, методики измерений и оценка достоверности полученных результатов

3.3. Математическая обработка результатов экспериментальных исследований

3.4. Анализ результатов экспериментальных исследований

Выводы

ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ ГАЗОГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА С ТЕПЛОВЫМ РАССЕКАТЕЛЕМ

4.1. Проблемы утилизации свалочного газа

4.2. Исследования сжигания свалочного газа на экспериментальной

установке с горелкой, оснащённой тепловым рассекателем

4.3. Анализ результатов экспериментальных исследований

4.4. Инженерная методика конструктивного расчёта газовой горелки

4.5. Технико-экономический расчёт внедрения газогорелочного

устройства с тепловым рассекателем

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Патент РФ № 177321 «Газовая горелка»

Приложение Б. Патент РФ № 198280 «Газовая горелка»

Приложение В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021662537 «Программа для расчета атмосферной газовой горелки»

Приложение Г. Акт технического внедрения ООО «ТК «Экотранс»

Приложение Д. Акт технического внедрения ООО «Энергоэффект»

Приложение Е. Акт о внедрении результатов диссертационной работы в

учебный процесс

Приложение Ж. Листинг программы конструктивного расчёта атмосферной

газовой горелки

Приложение И. Используемая модель турбулентности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интенсификация процесса сжигания биогаза в газогорелочном устройстве бытового назначения»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования:

Углеводородное топливо в Российской Федерации является основой экономической стабильности нашей страны. Это в свою очередь приводит к высокой зависимости большинства структур энергопотребления от ситуации происходящей в области добычи углеводородов. Развитие традиционной энергетики приводит к загрязнению окружающей среды и, кроме того, к истощению природных ресурсов.

В настоящее время наиболее эффективным и экологичным источником энергии является природный газ. По итогам 2020 года уровень газификации сетевым природным газом в РФ составил 71,4% (в городской местности - 73 % в сельской местности - 61,8 %). Однако, в ряде развитых сельскохозяйственных регионов РФ, там, где населенные пункты удалены от магистральных систем газоснабжения, возможно применение альтернативных источников энергии для создания комфортных условий проживания и работы людей. Одним из наиболее эффективных и перспективных видов альтернативного газового топлива является биогазовое топливо.

Биогаз образуется в результате анаэробного разложения органической биомассы различного происхождения при контролируемых условиях в специальных устройствах - биореакторах, свалочный газ образуется в результате анаэробного разложения органических веществ твёрдых бытовых отходов коммунального происхождения в толще тела свалок и полигонов ТБО.

Использование биогазового топлива в качестве источника энергии одновременно позволяет решить острую экологическую проблему загрязнения окружающей среды сельскохозяйственными и твёрдыми бытовыми отходами.

Для биогазового топлива характерно относительно низкое содержание метана (50...75 %) и присутствие значительных концентраций балластных примесей (25.50 %). В связи с этим биогазовое топливо характеризуется

сравнительно невысокой теплотой сгорания, следовательно, при сжигании в стандартном газовом оборудовании снижается эффективность его работы.

Поэтому актуальной задачей является исследование процесса сжигания биогазового топлива и разработка оригинального газогорелочного оборудования для повышения качества сжигания биогаза в системах теплогазоснабжения.

Научной гипотезой исследования явилась возможность повышения энергоэффективности бытового газогорелочного оборудования за счёт предварительного подогрева при сжигании биогазового топлива.

Тематика работы соответствует одному из научных направлений Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова «Повышение эффективности инженерных сетей и сооружений».

Работа выполнена в рамках проекта «Разработка физико-химических и технологических основ процесса получения биогаза в биореакторах с барботажным перемешиванием субстрата» №14-48-08039 БГТУ им. В.Г. Шухова.

Степень разработанности темы исследования

Теоретической базой исследования послужили работы отечественных и зарубежных учёных: Семёнова Н.Н., Зельдовича Я.Б., Хитрина Л.Н., Беляева А.Ф, Вулиса Л.А., Сполдинга Д.В., Варнатца Ю. Работы этих учёных послужили основой современной теории горения, газовой динамики, химической кинетики процессов горения.

Изучению процессов горения, газоснабжения, а также разработкой и совершенствованием газогорелочных устройств посвящены работы: Иссерлина А.С., Иванова Ю.В., Александровича А.И., Рагозина А.С..

Изучением способов применения биогаза в энергетических целях, а также процессов, протекающих в газогорелочных устройствах посвящены работы: Коминой Г.П., Мариненко Е.Е., Яковлева В.А., Друзьяновой В.П., Сигала И.Я.. Также известны работы зарубежных учёных: Fulford D. (США), Anggono W. (Индонезия), Иbas M. (Турция).

Для повышения эффективности работы и интенсификации процесса горения, протекающего в бытовых газогорелочных устройствах, были проведены исследования и российскими учёными Стаскевичем Н.Л. (СПбГАСУ, г. Санкт-Петербург), Пелипенко В.Н. (ТГУ, г. Тольятти), Сусловым Д.Ю. (БГТУ им. В.Г. Шухова, г. Белгород), Хусанжановой Р.И. (УзНИОНГП, г. Ташкент), а также зарубежными исследователями, Thomas J Decker (США), Gattei L. (Швеция), Jadhav Р. (Индия), David O. O. (Нигерия).

Цель и задачи работы. Интенсификация процесса сжигания био- и свалочного газа в газогорелочном устройстве бытового назначения с предварительным подогревом газовоздушной смеси.

Достижение этой цели осуществляется путём решения следующих

задач:

- анализ способов интенсификации процесса сжигания биогазового топлива в газогорелочных устройствах бытового назначения;

- изучение влияния предварительного подогрева на физико-химические основы сжигания биогазового топлива;

- разработка математического описания процесса сжигания биогазового топлива в газогорелочном устройстве с предварительным подогревом газовоздушной смеси;

- разработка патентно-защищённой конструкции газогорелочного устройства, оснащённого тепловым рассекателем;

- проведение компьютерного моделирования смесеобразования и горения газа в газогорелочном устройстве, оснащённым тепловым рассекателем;

- выполнение натурных экспериментальных исследований процесса сжигания биогаза и свалочного газа;

- определение оптимальных параметров газогорелочного устройства с использованием методов статистического анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований;

- уточнение инженерной методики конструктивного расчёта атмосферной газовой горелки с учётом предварительного подогрева газовоздушной смеси от теплового рассекателя;

- определение экономической эффективности применения газогорелочного устройства с тепловым рассекателем в системах газоснабжения (бытовых газовых приборах).

Научная новизна работы:

- предложено математическое описание процесса сжигания биогазового топлива в газогорелочном устройстве бытового назначения с предварительным подогревом газовоздушной смеси;

- получено выражение для определения температуры газовоздушной смеси на выходе из огневых отверстий газогорелочного устройства, оснащённого тепловым рассекателем;

- в результате численного моделирования получены зависимости концентрации кислорода в газовоздушной смеси на выходе из огневых отверстий, позволяющие установить параметры регулятора первичного воздуха для эффективного сжигания биогаза;

- установлены зависимости средней температуры поверхности теплоприёмника, скорости истечения и температуры газовоздушной смеси на выходе из огневых отверстий от конструктивно-технологических параметров горелки и компонентного состава биогазового топлива;

- получены регрессионные зависимости для определения энергоэффективности газогорелочного устройства (КПД, %) и содержания оксида углерода в продуктах сгорания (СО, мг/м3) от конструктивных параметров теплового рассекателя.

Теоретическая значимость работы.

Разработано математическое описание процесса предварительного подогрева газовоздушной смеси в корпусе газогорелочного устройства с тепловым рассекателем, позволяющее получить уравнения для определения средней температуры газовоздушной смеси на выходе из огневых отверстий.

Разработаны численные модели процессов образования, подогрева и горения газовоздушной смеси в горелке с тепловым рассекателем, позволяющие получить зависимости средней температуры поверхности теплоприёмника, скорости истечения и температуры газовоздушной смеси на выходе из огневых отверстий от конструктивно-технологических параметров горелки и компонентного состава биогазового топлива.

Практическая значимость работы. Разработаны конструкции газогорелочных устройств, оснащённых тепловым рассекателем, позволяющем повысить эффективность процесса сжигания биогаза различного состава за счёт предварительного подогрева газовоздушной смеси: «Газовая горелка» (№177321 опубликовано: 15.02.2018), «Газовая горелка» (№198280 опубликовано: 29.06.2020).

Уточнена инженерная методика конструктивного расчёта атмосферной газовой горелки с учётом предварительного подогрева газовоздушной смеси от теплового рассекателя (программа для ЭВМ № 2021662537 опубликовано 30.07.2021);

Теоретические положения и практические результаты диссертационной работы внедрены на ООО «Транспортная компания «Экотранс» и ООО «Энергоэффект» г. Белгород.

Экспериментальная установка и компьютерные модели газогорелочных устройств с тепловым рассекателем используются при проведении лабораторных, практических и лекционных занятий бакалавров направления 08.03.01 - Строительство, профиля «Теплогазоснабжение и вентиляция» и магистров направления 08.04.01 - Строительство, направленности «Теплогазоснабжение населённых мест и предприятий» обучающихся в БГТУ им. В.Г. Шухова.

Методология и методы исследований.

Для решения поставленных задач применены следующие методы исследований: анализ научно-технических литературы по сжиганию газов, биогазовому оборудованию, справочников газового оборудования и каталогов

газогорелочных устройств. Составлен библиографический обзор с глубиной поиска 50 лет.

Для изучения процесса газодинамики и горения газа в газогорелочном устройстве при сжигании биогаза применяется аналитический и экспериментальный методы. Определение конструктивных параметров рассекателя и исследование процесса сжигания биогаза и свалочного газа проводилось на специально разработанных экспериментальных установках.

Теоретические исследования проводились с использованием методов классической газодинамики, теории химической кинетики реакций горения, теории математического и численного моделирования, методов статистической обработки результатов эксперимента.

Для измерения необходимых параметров применялись современные контрольно-измерительные приборы - портативный газоанализатор ФП34, анализатора дымового газа Testo 320 LX, Электронный газовый счётчик Гранд-1,6, цифровой мультиметр DT-878 и др.

Положения, выносимые на защиту:

- математическая модель процесса сжигания биогазового топлива с предварительным подогревом газовоздушной смеси;

- аналитическое выражение для определения температуры газовоздушной смеси на выходе из огневых отверстий газогорелочного устройства, оснащённого тепловым рассекателем;

- результаты вычислительного эксперимента в виде зависимостей средней температуры поверхности теплоприёмника, скорости истечения и температуры газовоздушной смеси на выходе из огневых отверстий от конструктивно-технологических параметров горелки и компонентного состава биогазового топлива;

- уравнения регрессии, определяющие влияние геометрических параметров теплового рассекателя на эффективность работы газогорелочного устройства и содержание угарного газа в продуктах сгорания;

- уточнённая инженерная методика конструктивного расчёта атмосферной газовой горелки с учётом предварительного подогрева от теплового рассекателя;

- конструктивные решения газогорелочного устройства, оснащённого тепловым рассекателем, защищённые патентами РФ.

Степень достоверности научных положений. Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждается обоснованным использованием закономерностей теории теплообмена, теории горения, газовой динамики; применением методов численного моделирования с использованием современных программных комплексов Ansys Fluent, Statistica; удовлетворительным согласованием (до 10 %) результатов теоретических исследований с результатами экспериментов.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на:

VII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, (г. Старый Оскол, 2014 г.); Юбилейной международной научно-практической конференции, посвящённой 60-летию БГТУ им. В.Г. Шухова (XXI научные чтения) «Наукоёмкие технологии и инновации», (г. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова, 2014 г.); XX Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность» (г. Томск, ТПУ, 2014 г.); Международной научно-технической конференции молодых учёных БГТУ им. В.Г. Шухова (г. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова, 2015 г.); 70-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Санкт-Петербург, СПБГАСУ, 2017 г.); XVI Международной научно-практической конференции преподавателей, учёных, специалистов, аспирантов, студентов «Промышленное развитие России: проблемы, перспективы» (г. Н. Новгород, 2018 г.); Международной научно-практической конференции «Научно-технические проблемы совершенствования транспорта энергоносителей и развития систем

газоэнергоснабжения, водоснабжения и водоотведения» (г. Саратов, СГТУ им. Гагарина Ю.А, 2018 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы охраны окружающей среды» (г. Белгород: БГТУ им В.Г. Шухова, 2018 г.); Международной научно-технической конференции молодых учёных, (г. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова, 2020 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК РФ, 1 публикация в издании, индексируемом в базе данных Scopus, 2 патента РФ и 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка условных обозначений и сокращений, списка литературы и приложений. Материал изложен на 174 страницах машинописного текста, в том числе 14 таблиц и 53 рисунков, 8 приложений, список использованной литературы, который состоит из 175 наименований, из них 52 на иностранных языках.

Диссертационные исследования соответствуют паспорту специальности 05.23.03 - «Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение», согласно которому в диссертационной работе проводятся научно-технические исследования и разработки в области рационального проектирования этих систем теплоснабжения, основанные на использовании технических, экономико-математических и других современных научных методов. Диссертационные исследования соответствуют п.п. 1, 2 области исследований: п. 1 «Совершенствование, оптимизация и повышение надежности систем теплогазоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, методов их расчета и проектирования. Использование нетрадиционных источников энергии»; п. 2 «Технологические вопросы теплогазоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха».

ГЛАВА 1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Развитие системы газоснабжения в Российской Федерации

Общее состояние топливно-энергетического комплекса включая вопросы совершенствования газовой промышленности, распространения систем газоснабжения, положение сырьевой базы, оказывают огромное влияние на экономическую обстановку Российской Федерации, положительные результаты позволяют получить значительный доход государству. В связи с этим в стране на развитие и модернизацию топливно-энергетического комплекса затрачивается большое количество материальных и финансовых ресурсов. Это ведет к тому, что отрасль постоянно развивается, модернизируется и совершенствуется. Поэтому существуют замечательные перспективы для ее эффективного и результативного развития.

Однако, можно выделить основную проблему, препятствующую нормальному развитию отрасли. Так Россия, по сравнению с другими зарубежными странами, имеет сравнительно невысокий уровень газификации, хотя и является одним из самых крупных поставщиков газа. По итогам 2020 года уровень газификации России природным газом составил 71,4 % [1]. При этом к 2026 году планируется увеличить данный показатель добычи газа до 74,7 %, что будет способствовать развитию различных отраслей производственной деятельности.

В настоящее время Российская Федерация располагает крупнейшей в мире газотранспортной системой включающий в себя объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения и распределения газа, общей протяжённостью 175,2 тыс. км., которая составляет Единую систему газоснабжения, транспортировкой газа в которой задействовано 254 компрессорные станции [2], [3].

Территорию Российской Федерации условно можно разделить на девять крупных регионов по масштабам нефте- и газодобычи (рисунок 1.1) [4], [5].

Рисунок 1.1 - Нефтегазогеологическое районирование Российской Федерации, по

регионам:

1 - Северо-Кавказский; 2 - Волго-Уральский + Прикаспийский; 3 - Тимано-Печорский; 4 Западно-Сибирский; 5 - Восточно-Сибирский; 6 - Баренцевоморский; 7 - Восточно-Арктический; 8 - Охотоморский; 9 - Тихоокеанский

Регион, лидирующий по добыче природного газа в России - это Западная Сибирь. Здесь извлекается почти 90% всего ископаемого топлива в стране, что делает данный географический объект важнейшим звеном в структуре российской газодобычи. Также, из всех районов РФ в деле газодобычи выделяется Ямало-Ненецкий автономный округ, этот субъект федерации находится в числе лидеров по добыче природного газа в России. На него приходится почти 4/5 от всего количества извлекаемого в стране топлива. На рисунке 1.2 представлены регионы РФ, в которых ведётся добыча природного газа [6].

Однако, необходимо отметить процент извлечения нефти и газа из действующих скважин не превышает, в самом лучшем случае, 45-50%.

Рисунок 1.2 - Добыча природного газа в России по регионам

Вместе с тем, при имеющейся в нашей стране достаточно масштабной сырьевой базе, существуют негативные факторы, которые осложняют развитие газовой промышленности:

- значительная выработка запасов газа на таких крупных месторождениях, как Уренгойское (более 45%), Ямбургское (более 30%), Медвежье (более 60%), Вынгапуровское (более 70%), Вуктыльское (более 90%) и Оренбургское (свыше 50%);

- снижение уровня надёжности трубопроводов и оборудования: около 60 % существующих магистральных газопровода в России эксплуатируются более 30 лет, и с каждым готом их уровень надёжности снижается, около 40% используемых в газотранспортных системах газоперекачивающих турбин требуют модернизации или полной замены [7];

- освоение труднодоступных территорий Крайнего Севера, Дальнего Востока приводит к росту продолжительности транспортировки газа по магистральным газопроводам;

По данным ОАО «Газпром» газификация сетевым природным газом превышает 80 % в Центральном, Южном, Северо-Кавказском и Приволжском федеральных округах, а наименее газифицированными регионами являются

регионы севера и востока с низкой плотностью населения [8], [9]. На рисунке 1.3 представлен график газификации регионов РФ сетевым природным газом.

Рисунок 1.3 - Уровень газификации регионов РФ сетевым природным газом

К числу наиболее развитых систем газоснабжения относятся системы, снабжающие газом потребителей стран Евросоюза, Северной Америки, (США, Канады), Азиатско-Тихоокеанского региона (Китай), стран СНГ, примерно на 7% повысилось потребление природного газа странами Западной Европы, также возросло потребление природного газа и в Юго-Восточной Азии, Латинской Америке, Австралии и в Северной Америке.

По данным Люгая Д.В. Скоробогатова В.А. ресурсная обеспеченность развития газодобывающей отрасти промышленности стран и регионов мира по прогнозам до 2050 г. представлена в таблице 1.1 [4].

Таблица 1.1 - Ресурсная обеспеченность развития газодобывающей отрасли промышленности стран и регионов мира до 2050 г

Ресурсы газа Обеспеченность газом

высокая средняя низкая

Традиционные Россия, Ближний Восток и Иран, Австралия Норвегия, Северная Африка, Юго-Восточная Африка, Бразилия Западная Европа, США, Канада, Китай, Индия

Нетрадиционные (плотный газ, угольный газ, сланцевый газ) Россия (ПГ, УГ), США (СГ, ПГ, УГ) Канада (СГ, ПГ), Китай (ПГ, СГ, УГ), Индия (УГ), Австралия (УГ) Западная Европа (все виды нетрадиционных ресурсов газа)

В 2015 - 2016 г. Российская Федерация стала инициатором масштабных проектов по строительству газовых магистралей для импорта природного газа в зарубежные страны, так уже в 2020 г состоялся ввод в эксплуатацию проекта «Турецкий поток», работы над другим не менее крупным проектом «Северный поток-2» ввиду политических санкций в настоящее время приостановлены [10].

Исходя от уровня и перспектив развития систем газоснабжения регионы Российской Федерации можно отнести к трём группам:

К первой группе относятся регионы, которые подключены к Единой системе газоснабжения (ЕСГ) и которые имеют развитую систему газопроводов. Газификацию данных регионов планируется осуществлять преимущественно сетевым природным газом. Для регионов отдаленного расположения может применяться автономная газификация (с применением исключительно СПГ, КПГ и СУГ) или комплексная газификация.

Ко второй группе относятся субъекты РФ с существующими местными системами газоснабжения, обособленными от ЕСГ, либо те, на территории которых имеются газовые (газоконденсатные) месторождения (Иркутская область, Хабаровский край). Эти регионы будут газифицироваться за счёт создания или развития собственных уже существующих систем газоснабжения, подключением к системам близлежащих областей.

В случае отсутствия региональной системы газоснабжения или её не развитости, возможна автономная газификация, для отдалённых регионов она может быть сохранена и в последующем.

К третьей группе относятся регионы, которые не подключены к ЕСГ у которых нет ни региональных систем газоснабжения, ни газовых (газоконденсатных) месторождений. В таких регионах планируется использовать только децентрализованную (автономную) газификацию (Восточная Сибирь, Дальний Восток).

В соответствии с Концепцией участия ОАО «Газпром» в газификации регионов Российской Федерации, «Газпром» осуществляет дифференцированное участие в газификации, с учетом наличия и развития в регионах запасов природного газа, а также с использованием альтернативных видов топлива, включая:

- сжиженный газ;

- компримированный природный газ (СПГ и КПГ);

- сжиженный углеводородный газ (СУГ) [11].

Основной проблемой развития системы газоснабжения РФ является разная степень газификации регионов РФ и целых Федеральных округов (Сибирский и Дальневосточный федеральный округ)

Таким образом для многих регионов РФ, удалённых от магистральных газопроводов и имеющих низкий уровень газификации, представляет практический интерес использование альтернативных видов газового топлива включая биогаз и свалочный (лендфил) газ.

1.2. Тенденции совершенствования систем газоснабжения

Улучшение уровня жизни и благосостояния населения соответственно требует развития инфраструктуры мест проживания, развития региональной энергетики и промышленности, всё это приводит к росту потребления основных энергоносителей включая природный газ. Таким образом возникают новые сложные задачи, связанные с разработкой новых, развитием, и реконструкцией существующих систем, повышением их надёжности, более

экономичным использованием газа и минимальным негативным воздействием на экологию [12], [13].

Совершенствования систем газоснабжения

На стадии проектирования систем газоснабжения важным направлением развития является применение современных программных комплексов,

позволяющих получить наиболее оптимальные варианты при проектировании. Используя инженерные программы разработанных на основе многокритериальных алгоритмов становится возможным учитывать множество значимых факторов, таких как плотность застройки, характер планировки отдельных частей района строительства, климатических особенностей региона строительства, условий соответствия экологическим требованиям, металлоёмкости проекта, конечной стоимость работ и т.д.

Можно выделить программные комплексы программные комплексы ZuluGaz, ТеплоГазСтрой, VisualPipe и др.

Для газодинамического расчета газопроводов и автоматического подбора диаметров газопровода из разных материалов по сортаменту в зависимости от компонентного состава газа (биогаз, свалочный газ, природный газ) нами разработана сертифицированная программа, получившая государственную регистрацию «Программа для газодинамического расчета газопровода» RU 2019613794 от 22.03.2019 [14].

Программа обеспечивает выполнение следующих функций: подбор диаметра газопровода; определение потерь давления на участке газопровода; определение параметров газа в зависимости от долей указанных компонентов (теплота сгорания, число Воббе, вязкость, плотность, массовые концентрации основных показателей).

При эксплуатации современные системы газоснабжения необходимо оснащать системой мониторинга состояния. Тем самым в значительной степени повышается контроль за состоянием сетей газопроводов, обеспечивается предупреждение при возникновении аварийных ситуаций,

повышается уровень безопасности и надёжности эксплуатации систем газоснабжения [15], [16].

С течением времени уже существующие сети газоснабжения могут перестать удовлетворять необходимой производительности газа, требованиям надёжной и безопасной работы. Даная проблема преимущественно касается тупиковых систем газоснабжения. Заложенные требования к таким сетям и их проектному функционированию становится невозможно выполнять для существующих потребителей и, при расширении застройки, новых потребителей газа, при возведении новых объектов энергетики.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рамазанов Рафшан Салманович, 2021 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Карта газификации РФ. Программа газификации регионов России 2021-2025 [Электронный ресурс] // ООО «Газпром межрегионгаз». - Режим доступа: https://gazprommap.ru/.

2. Газовая промышленность мира: Экономико-статистический обзор / ОАО «Газпром». - Москва: Газпром экспо, 2012. - 285 с.

3. Единая система газоснабжения России [Электронный ресурс] Официальный сайт ПАО «Газпром». - Режим доступа: https://www.gazprom.ru/about/production/transportation/.

4. Люгай, Д.В. Концептуальные основы стратегии развития минерально-сырьевой базы газовой промышленности России и ПАО «Газпром» до 2050 г., Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих регионов России / Д.В. Люгай, В.А. Скоробогатов // Научно-технический технический сборник «Вестник газовой науки». - 2016. - С. 4-15.

5. Классификация запасов и ресурсов нефти и горючих газов. Нормативно-методическая документация. - М.: ЕСОЭН, 2016. - 320 с.

6. Добыча природного газа в России: прошлое, настоящее, будущее [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://promdevelop.ru/dobycha-prirodnogo-gaza-v-rossii/.

7. Илъкевич, Н.И. Многоуровневое моделирование развития систем газоснабжения / Н.И. Илькевич, Т.В. Дзюбина, Ж.В. Калинина. -Новосибирск: «Наука» РАН, 2014. - 217 с.

8. Российский статистический ежегодник. 2020: Статистический сборник. - Москва: Росстат, 2020. - 700 с.

9. Газификация в России по регионам [Электронный ресурс] // MediaWiki. - Режим доступа: http://newsruss.ru/doc/index.php/Газификация_в_России_по_регионам.

10. «Турецкий поток» как инструмент борьбы за европейский газовый рынок [Электронный ресурс] // Независимая газета. - Режим доступа: https://www.ng.ru/ng_energiya/2020-02-10/9_7790_gas.html.

11. Программа инновационного развития ОАО «Газпром» до 2020 года [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: //www.serconsrus .ru/images/gazprom/programma-razvitia.pdf.

12. Ионин, А.А. Газоснабжение: Учебник для студентов вузов по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция». 4-е изд., перераб. и доп. / А.А. Ионин, В.А. Жила, В.В. Артихович, М.Г. Пшоник. - М.: Эколит, 2011. -440 с.

13. Мариненко, Е.Е. Газоснабжение: Учебное пособие / Е.Е. Мариненко, Т.В. Евфремова. - Волгоград: Изд-во Волгогр. гос. архит.-строит. ун-т., 2008. - 222 с.

14. Программа для ЭВМ № 2019613794 РФ. Программа для газодинамического расчета газопровода / Темников Д.О., Суслов Д.Ю., Рамазанов Р.С. // № 2019612461; заявл. 11.03.2019; опубл. 22.03.2019.

15. Брюханов, О.Н. Основы эксплуатации оборудования и систем газоснабжения / О.Н. Брюханов и А.И. Плужников. - Москва: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 256 с.

16. Бушмелева, К.И. Информационно - телекоммуникационная система мониторинга газотранспортных объектов / К.И. Бушмелева, С.У. Увайсов, П.Е. Бушмелев, И.И. Плюснин // Труды Международного симпозиума надёжность и качество. - 2012. - №2. - 91 с.

17. Колпакова, Н.В. Газоснабжение: Учебное пособие / Н.В. Колпакова, А.С. Колпаков. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-т., 2014. - 200 с.

18. Пешехонов, Н.И. Проектирование газоснабжения (Примеры расчета) / Н.И. Пешехонов, Репринтное воспроизведение издания 1970 г. - М.: Эколит, 2016. - 148 с.

19. Скафтымов, Н.А. Основы газоснабжения / Н.А. Скафтымов, Репринтное воспроизведение издания 1975 г. - М.: Эколит, 2012. - 344 с.

20. СП 42-103-2003 Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов. - М.: ЗАО «Полимергаз», ФГУП ЦПП, 2003, - 104 с.

21. Боровский, Б.И. Оптимизация систем газоснабжения городских микрорайонов / Б.И. Боровский, М.О. Кунский // Строительство и техносферная безопасность. - 2014. - № 50. - С. 29-33.

22. Газификация [Электронный ресурс] // Официальный сайт ПАО «Газпром». - Режим доступа: https://www.gazprom.ru/about/production/gasification/.

23. Хренков, Н. Автономная газификация / Н. Хренков // Корпоративный журнал «Газпром». - 2009. - № 11. - С. 28-30.

24. Шевцова, Е. Системы автономного и резервного газоснабжения: Справочное руководство / Е. Шевцова, К. Александров, А. Кудрявцева, М. Чернов. - Санкт-Петербург: ХимГазКомплект, 2009. - 265 с.

25. Коцур, М.И. Автономное газоснабжение - важная часть Комплексной программы газификации регионов / М.И. Коцур // Газовая промышленность. - 2009. - №. S (640). - С. 32-33.

26. Медведева, О.Н. Разработка эффективных газораспределительных систем // дисс. докт. техн. наук: 05.23.03 / Медведева Оксана Николаевна. -Саратов, 2015. - 444 с.

27. Кондауров, П.П. Газоснабжение сельскохозяйственных предприятий с использованием альтернативного источника энергии биогаза в замкнутом цикле обработки и утилизации отходов // дисс. канд. техн. наук: 05.23.03 / Кондауров Павел Петрович. - Волгоград, 2006. - 145 с.

28. Bekkering, J. Will implementation of green gas into the gas supply be feasible in the future / J. Bekkering, E.J. Hengeveld, WJT Van Gemert, A.A. Broekhuis // Applied Energy. - 2015. - Vol. 140. - P. 409-417.

29. Колесникова, Т.В. Уменьшение ущерба окружающей среде путем использования биогазовых установок / Т.В. Колесникова, Е.В. Гудзюк // Естественные и технические науки. - 2015. - № 3. - С. 241-243.

30. Тищенко, Е.В. Биогаз - альтернатива голубому топливу XXI века. Правовые проблемы производства и использования биогаза на рынке энергетических ресурсов России / Е.В. Тищенко // Нефть, газ и бизнес. - 2016.

- № 1. С. 51-53.

31. Yang, J. Extended exergy-based sustainability accounting of a household biogas project in rural China / J. Yang, B. Chen // Energy Policy. - 2014.

- Vol. 68. - P. 264-272.

32. Shahzad, A. Techno-economic feasibility of biogas generation in Attari village, Ferozepur road, Lahore / A. Shahzad, S. Hanif // Environment, Development and Sustainability. - 2013. - Vol. 16. - P. 977-993.

33. Hoo, P.Y. Spatial-economic optimisation of biomethane injection into natural gas grid: The case at southern Malaysia» / P.Y. Hoo, H. Hashim, W.S. Ho, N.A. Yunus // Journal of Environmental Management. - 2019. - Vol. 241,1. - P. 603-611.

34. Смага, Г.А. Возможности использования свалочного газа в городах России / Г.А. Смага, Г.А. Баша, О.А. Саватеева, С.П. Каплина. Твёрдые бытовые отходы. - 2010. - № 2 (44). - С. 36-38.

35. Hessami, M.A. Specific applications of bio/landfill gas produced from waste organic material / M.A. Hessami // Renewable Energy. - 1994. - Vol. 5 (58). - P. 832-834.

36. Гронингенское газовое месторождение [Электронный ресурс] // Википедия: Свободная энциклопедия. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гронингенское_газовое_месторождение.

37. Beckman, K. The great Dutch gas transition. Oxford Energy Insight № 54 / K. Beckman, J. van den Beukel // Oxford Institute for Energy Studies, 2019. -24 р.

38. Concerted Action supporting the transposition and implementation of Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources (RES Directive) [Электронный ресурс] // Официальный сайт European Commission. - Режим доступа: https://cordis.europa.eu/project/id/734137/results.

39. Панцхава, Е.С. Биоэнергетика. Мир и Россия. Биогаз: Теория и практика / Е.С. Панцхава. - Москва: РУСАЙНС, 2015. - 971 с.

40. Technical paper on the injection of biogas into the natural gas networks [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.entsog.eu/sites/default/files/files-old-

%2 Onetworks. pdf.

41. Анализ мирового рынка биогаза в 2011-2015 гг, прогноз на 20162020 гг., [Электронный ресурс] // BusinesStаt. - Режим доступа: https://businesstat.ru/images/demo/biogas_world_2016.pdf.

42. Одельский, Э.Х. Газоснабжение: Учебник для вузов. 2-е, перераб. ред., / Э.Х. Одельский. - Минск: Высшая школа, 1966. - 366 с.

43. Рябцев, Н. И. Природные и искусственные газы. 4-е изд., перераб. и доп. / Н. И. Рябцев. - Москва: Стройиздат, 1978. - 264 с.

44. Лисиенко, В.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование, т. Книга 1 / В.Г. Лисиенко, Я.М. Щелоков, М.Г. Ладыгичев. - М.: Теплотехник, 2003. - 608 с.

45. Андрейкина, Л.В. Состав, свойства и переработка попутных газов нефтяных месторождений Западной Сибири: Автореф. дисс. канд. техн. наук: 02.00.13, 07.00.10 / Андрейкина Людмила Васильевна. - Уфа: НИИРеактив, 2005. - 22 с.

46. Гиматудинов, Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта, 2-е, перераб. и доп. / Ш.К. Гиматудинов. - М.: Недра, 1971. - 312 с.

47. Богомолов, А.И. Химия нефти и газа, 3-е изд. доп. и испр. / А.И. Богомолов, А.А. Гайле, В.В. Громова и др. - СПб: Химия, 1995. - 448 с.

48. Михеев, В.П. Газовое топливо и его сжигание / В.П. Михеев. -Ленинград: Недра, 1966. - 328 с.

49. Шевцова, Е. Справочник по автономному и резервному газоснабжению / Е. Шевцова, К. Александров, А. Кудрявцева, М. Чернов. -Санкт-Петербург: ООО «Газтехника», 2015. - 362 с.

50. Мазаник, Е.В. Использование шахтного метана: современное состояние, задачи и перспективы развития / Е.В. Мазаник, Е.М. Могилева и К.С. Коликов // Горная промышленность. - 2014. - № 1 (113). - С. 59-64.

51. Комина, Г.П. Нетрадиционные ресурсы газообразного топлива и его использование / Г.П. Комина // Вестник гражданских инженеров. - 2005. -№ 3 - С. 67-72.

52. Сидорова, Л.П. Сланцевый газ и сланцевая нефть. Получение и экологический ущерб: Учебное электронное текстовое издание / Л.П. Сидорова, Е.Е. Султанбекова, Е.Е. Стригунова. - Екатеринбург: УрФУ, 2016. - 174 с.

53. Ступакова, А.В. Мифы о сланцевом газе / А.В. Ступакова, Д.В. Митронов // Oil&Gas Journal Russia. - 2014. - № 10. - С. 28-37.

54. Арсеев, А.В. Сжигание промышленных газов. Методы и приборы / А.В. Арсеев. - Свердловск; Москва: Металлургиздат, 1952. - 392 с.

55. Алешина, А.С. Газификация твердого топлива / А.С. Алешина, В.В. Сергеев. - Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. - 202 с.

56. Шибанов, В.А. Утилизация доменного газа в парогазовой установке / В.А. Шибанов // Энерго- и ресурсосбережение в теплоэнергетике и социальной сфере: материалы международной научно-технической конференции студентов, аспирантов, ученых. - 2019. - № 7 (1). - С. 221-224.

57. Рыжков, А.Ф. Повышение эффективности использования доменного газа на металлургических предприятиях Росии / А.Ф. Рыжков, Е.И. Левин, П.С. Филиппов, Н.А. Абаимов, С.И. Гордеев // Металлург. - 2016. - Т. 1. - С. 26-34.

58. Эдер, Б. Биогазовые установки, практическое пособие / Б. Эдер, Х. Шульц. 1996. Перевод с немецкого Zorg Biogas в 2008 г.

59. Рамазанов, Р.С. Перспективы производства биогаза из органических отходов животноводства в Белгородской области / Р.С. Рамазанов // Международная научно-техническая конференция молодых учёных БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2014. - С. 765-769.

60. Сигал, И.Я. Экспериментальное исследование горения биогаза и его использование в промышленных котлах / И.Я. Сигал, А.В. Марасин, А.В. Смихула, А.И. Сигал, В.А. Колчев // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. - 2013. - № 17 (139). - С. 84-89.

61. Пат. № 153682 U1 РФ. МПК C12M 1/04 Биореактор / Суслов Д.Ю., Кущев Л.А., Темников Д.О., Рамазанов Р.С. // № 2014147830/10; заявл. 26.11.2014; опубл. 27.07.2015, Бюл. № 21. 4 с.

62. Суслов, Д.Ю. Разработка системы газоснабжения сельскохозяйственного предприятия с использованием биогаза / Д.Ю. Суслов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2014. - № 4. - С. 183-186.

63. Biogaz. Edited by Sunil Kumar // Published by InTech Janeza Trdine Rijeka, Croatia. - 2012. - 420 p.

64. Tchobanoglous, G. Integrated Solid Waste Management: Engineering Principle and Management Issue / G. Tchobanoglous, H. Theisen, S.A. Vigil // McGraw Hill Inc., New York, 1993. - 978 p.

65. Свалочный газ [Электронный ресурс] // Википедия: Свободная энциклопедия. - Режим доступа: https://m.wikipedia.org/wiki/Свалочный_газ.

66. Энергетический потенциал свалочного газа на полигонах ТБО (Аналитическая записка) [Электронный ресурс] // Официальный сайт ООО «Энергоэффект». - Режим доступа: http://belfes.ru/Bibloi/TKO/Vladivostok.pdf.

67. Seadi, T.A., Biogas handbook / T.A. Seadi, D. Rutz, H. Prassl, M. Kottner, T. Finsterwalder, S. Volk, R. Janssen // Published by University of Southern Denmark Esbjerg, Niels Bohrs, 2008. - 126 p.

68. Пат. № 149702 U1 РФ, МПК F23D 14/02 Газовая горелка для бытовых газовых плит / Кущев Л.А., Суслов Д.Ю., Рамазанов Р.С., Темников Д.О. // № 2014136594/28; заявл. 09.09.2014; опубл. 20.01.2015, Бюл. № 2. 5 с.

69. Прохоров, С.В. Сжигание газа в коммунально-бытовых установках: Учебное пособие / С.В. Прохоров. - Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014.

- 132 с.

70. Пат. № 177321 U1, МПК F23D 14/06 (2006.01) Газовая горелка / Рамазанов Р.С., Кущев Л.А., Суслов Д.Ю., Швыдкая М.А. // № 2017126753; заявл. 25.07.2017; опубл. 15.02.2018, Бюл. № 5. 5 с.

71. Кущев, Л.А. Интенсификация процесса сжигания природного газа в системах газоснабжения ЖКХ / Л.А. Кущев, Д.Ю. Суслов, Р.С. Рамазанов, М.А. Швыдкая // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2017. - №11. - С. 95-99.

72. Ахмедов, Р.Б. Диффузионное регулирование топочных процессов при сжигании газа / Р. Б. Ахмедов, И. М. Гольдберг. - М.: ВНИИЭгазпром, 1976. - 43 с.

73. Иванов, Ю.В. Газогорелочные устройства, 2-е изд. перераб. и доп. / Ю. В. Иванов. - М.: Недра, 1972. - 276 с.

74. Изюмов, М.А. Проектирование и расчёт горелок / М.А. Изюмов, П.В. Росляков. - М.: МЭИ, 1990. - 113 с.

75. Иссерлин, А.С. Газовые горелки, 3-е изд. перераб. и доп. / А.С. Иссерлин. - Л.: Недра, 1973. - 190 с.

76. Левин, А.М. Принципы рационального сжигания газа / А.М. Левин.

- Л.: Недра, 1977. - 247 с.

77. Катин, В.Д. Основы теории горения газов: Учебное пособие / В.Д. Катин, В.И. Нестеров, М.Н. Шевцов. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. унта, 2017. - 130 с.

78. Яковлев, В.А. Оптимизация расчёта горелок с принудительной подачей воздуха и щелевой камерой смешения / В.А. Яковлев // Вестник гражданских инженеров. - 2016. - №1 (54). - С. 113-119.

79. Сигал, И.Я. Газогорелочные устройства котельных установок / И.Я. Сигал. - Киев: Гостехиздат УССР, 1961. - 162 с.

80. Кязимов, К.Г. Газовое оборудование промышленных предприятий. Устройство и эксплуатация: Справочник / К.Г. Кязимов, В.Е. Гусев. - М.: ЭНАС, 2011. - 240 с.

81. Кязимов, К.Г. Справочник работника газового хозяйства: Справочное пособие / К.Г. Кязимов. - М.: Высшая школа, 2006. - 278 с.

82. ГОСТ 33998-2016. Приборы газовые бытовые для приготовления пищи. Общие технические требования, методы испытаний и рациональное использование энергии. М.: Стандартинформ, 2017. - 126 с.

83. Учебник Балтур. Технические инструкции по газовым горелкам / Baltur S.P.A., 2009. - 210 с.

84. Винтовкин, А.А. Современные горелочные устройства (конструкции и технические характеристики): Справочное издание / А.А. Винтовкин, М.Г. Ладыгичев, В.Л. Гусовский, А.Б. Усачев. - М.: Машиностроение-1, 2001. - 469 с.

85. Ахмедов, Р.Б. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив, 2-е изд., перераб. и доп. / Р.Б. Ахмедов, Л.М. Цирульников. -Ленинград: Недра, 1984. - 238 с.

86. Атоян, Э.М. Расчёт газовых горелок / Э.М. Атоян, Ю.В. Мусатов, М.А. Агеев. - Саратов: СГТУ, 2006. - 83 с.

87. Иванов, Ю.В. Основы расчёта и проектирования газовых горелок / Ю. В. Иванов. - М.: Гостоптехиздат, 1963. - 360 с.

88. Figueroa, А. Biogas for domestic cooking: Technology brief / A. Figueroa, F. Boshell, L. Velzen, A. Anisie // Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency (IRENA), 2017. - 32 р.

89. Jones, H.R.N. The application of combustion principles to domestic gas burner design / H.R.N. Jones // British gas. E.& F.N. Spon, London and New York in association with British Gas plc, 1989. - 205 p.

90. DTW Lotus Biogas Burner. Solutions Library [Электронный ресурс] // Официальный сайт EngineeringForChange.org. - Режим доступа: https://www.engineeringforchange.org/solutions/product/dtw-lotus-biogas-burner/.

91. Decker, T. A mixed computational and experimental approach to improved biogas burner flame port design / T. Decker, M. Baumgardner, J. Prapas, T. Bradley // Energy for Sustainable Development. - 2018. -Vol. 44. - Р. 37-46.

92. Kurchania, A.K. Improved Biogas Stove with Scrubbing Unit for Household Use / A.K. Kurchania, N.L. Panwar, Savita D. Pagar // Waste and Biomass Valorization. - 2011. - Vol. 397. - P. 397-402.

93. Cohe, C. CO2 addition and pressure effects on laminar and turbulent lean premixed CH4 air flames / C. Cohe, C. Chauveau, I. Gokalp, D.F. Kurtulu§ // Proceedings of the Combustion Institute. - 2009. - Vol. 32(2). D01:10.1016/j.proci.2008.06.181.

94. Ayache, A. Experimental Study of Turbulent Burning Velocity of Premixed Biogas Flame / A. Ayache, M. Birouk // Journal of Energy Resources Technology. - 2019. - Vol. 141(3). D0I:10.1115/1.4041095.

95. Park, J. An analysis of CH4/N2 rich biogas production, fuel treatment process and microturbine application / J. Park, K. Hur, S. Rhim, H. Kang // Korean Journal of Chemical Engineering. - 2011. - Vol. 28(1). - P. 126-132. DOI: 10.1007/s11814-010-0329-x».

96. Мариненко, Е.Е. Экологические характеристики вихревого сжигания биогаза и природного газа / Е.Е. Мариненко, Г.П. Комина. - М.: ВНИИЭгазпром, 1992. - 40 с.

97. Яковлев, В.А. Повышение качества сжигания нетрадиционных газов в системах теплогазоснабжения: Автореф. канд. техн. наук: 05.23.03 / Яковлев Виктор Александрович; Санкт-Петербург: СПбГАСУ, 2016. - 23 с.

98. Пелипенко, В.Н. Горелки бытовых газовых плит: Учебное пособие / В. Н. Пелипенко. - Тольятти: ТГУ, 2004. - 138 с.

99. Рогозин, А.С. Бытовая аппаратура на газовом, жидком и твёрдом топливе / А. С. Рогозин. - Ленинград: Недра, 1982. - 303 с.

100. Частухин, В.И. Топливо и теория горения: Учебное пособие / В. И. Частухин, В. В. Частухин. - Киев: Высща школа, 1989. - 223 с.

101. Большаков, Г.Ф. Физико - химические основы применения моторных, реактивных и ракетных топлив / Г.Ф. Большаков, Е.И. Гулин, Н.Н. Торичнев. - Ленинград: Химия, 1965. - 272 с.

102. Моргунов, В.Н. Печи литейных цехов. Характеристика, анализ, классификация: Учебное пособие / В.Н. Моргунов. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009. - 36 с.

103. Сюняев, З.И. Производство, облагораживание и применение нефтяного кокса / З.И. Сюняев. - М.: Химия, 1973. - 296 с.

104. Котишек, Я. Трубчатые печи в химической промышленности / Я. Котишек, В. Род. - Ленинград: Гостоптехиздат, 1963. - 147 с.

105. Раяк, М.Б. Совершенствование процесса сжигания топлива. Обзор зарубежных технологий / М.Б. Раяк, Г.Я. Бернер, М.Г. Кинкер // Новости теплоснабжения. - 2011. - № 135(11). - С. 37-39.

106. Кипперс, М. Маленький шаг в водородное будущее / М. Кипперс, Й. Де Лаат, Р. Хермкенс // Газ России. - 2012. - № 1. - С. 28-36.

107. Ильюшонок, А.В. О влиянии электрического поля на процесс горения / А.В. Ильюшонок, И.А. Гончаренко, Н.С. Лешенюк, В.К. Кулешов и В.И. Терешенков // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. - 2019. - Т. 3, № 2. - С. 127-137.

108. Суворов, Д.В. Влияние электрического поля в топке на теплотехнические характеристики котла: дисс. канд. техн. наук: 05.23.03 / Суворов Денис Владимирович; Нижний Новгород: ННГАСУ, 2017. - 172 с.

109. Новицкий, Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) / Б.Г. Новицкий. - М.: Химия, 1983. - 192 с.

110. Муфазалов, Р.Ш. Акустическая технология в нефтехимической промышленности / Р.Ш. Муфазалов, И.Г. Арсланов, Р.Н. Гимаев, Р.К. Зарипов. - Казань: Изд-во «Дом печати», 2001. - 152 с.

111. Obada, D.O. Design and Construction of a Biogas Burner / D.O. Obada, A.I. Obi, M. Dauda F.O. Anafi // Palestine Technical University Research Journal.

- 2014. - Vol. № 2 (2). - P. 35-42.

112. Jadhav, P. Analysis of Burner for Biogas by Computational Fluid Dynamics and Optimization of Design by Genetic Algorithm / P. Jadhav, S.S. Sudhakar, N. Mumbai, Fr. Crce, B. Mumbai // International journal for research in emerging science and technology. - 2015. - Vol. 2 (7). - P. 39-44.

113. Decker, T.J. A modeling tool for household biogas burner flame port design / T.J. Decker // Fort Collins, Colorado: Department of Mechanical Engineering. Colorado State University. - 2017. - 95 p.

114. Пат. № 198280 РФ. МПК F23D 14/00 Газовая горелка / Рамазанов Р.С., Суслов Д.Ю., Кущев Л.А., Темников Д.О., Лобанов И.В. // № 2020107280; заявл. 17.02.2020; опубл. 29.06.2020, Бюл. №19. 6 с.

115. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Учебное пособие для неэнергетических специальностей вузов / В.В. Нащокин.

- М.: Высшая школа, 1975. - 496 с.

116. Бретшнайдер, С. Свойства газов и жидкостей. Инженерные методы расчёта / С. Бретшнайдер. - Ленинград: Химия, 1966. - 536 с.

117. Дубовкин, Н.Ф. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив: Справочник / Н.Ф. Дубовкин, В.Г. Маланичева, Ю.П. Массур, Е.П. Федоров. - М.: Химия, 1985. - 240 с.

118. Циборовский, Я. Основы процессов химической технологии / Я. Циборовский. - Ленинград: Химия, 1965. - 720 с.

119. Валъдберг, А.Ю. Расчёт пыле- и каплеулавливающих установок / А.Ю. Вальдберг, Л.А. Кущев. - Белгород: БГТУ им. Шухова, 2009. - 172 с.

120. Бартлъме, Ф. Газодинамика горения: Пер. с нем., / Ф. Бартльме. -М.: Энергоиздат, 1981. - 280 с.

121. Jugjai, S. High efficiency heat-recirculating domestic gas burners / S. Jugjai, N. Rungsimuntuchart // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2002. -Vol. 26 (5). - P. 581-92. DOI.org/10.1016/S0894-1777(02)00164-4

122. Aroonjarattham, P. The Parametric Studied of High Pressure Gas Burner Affect Thermal Efficiency / P. Aroonjarattham // Engineering journal. -2016. - Vol. 20 (3). - P. 33-48. D0I:10.4186/ej.2016.20.3.33

123. Khan, M. Performance Of LPG Cooking Stove Using Different Design Of Burner Heads / M. Khan, A. Saxena // International Journal of Engineering Research & Technology. - 2013. - Vol. 2 (7). - P. 656-659.

124. Dahiya, D. Improvement of the Domestic LPG Cooking Stoves: A Review / D. Dahiya, L.R. Singh, P. Bhatia // Indian Journal of Science and Technology. - 2016. - Vol. 9 (1). - P. 1-8.

125. Yang, Y.T. Numerical study of transient conjugate heat transfer of a turbulent impinging jet / Y.T. Yang, S.Y. Tsai // International journal of heat and mass transfer. - 2007. - Vol. 50 (5-6). - P. 799-807. D0I.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.08.022

126. Xin Liu. Stagnation-Point Heat Transfer During Impingement of Laminar Liquid Jets: Analysis Including Surface Tension / Xin Liu, L.A. Gabour, J.H. Lienhard V // Journal of Heat Transfer. - 1993. - Vol. 115. - P. 99-105.

127. Nakoryakov, V.E. Impingement of an axisymmetric liquid jet on a barrier / V.E. Nakoryakov, B.G. Pokusaev, E.N. Troyan // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1978. - Vol. 21 (9). - P. 1175-1184. D0I.org/10.1016/0017-9310(78)90136-9

128. Тененев, Б.А. Исследование процессов в газовых горелках для бытовых плит / Б.А. Тененев, А.Б. Губерт, Ю.О. Михайлов, М.А. Корепанов // Химическая физика и мезоскопия. - 2010. - Т. 12. № 1. - С. 45-53.

129. Yunus, A. Heat transfer. A Practical Approach. Second Edition / A. Yunus. - New York: WBC McGraw-Hill, 1998. - 874 p.

130. Lienhard, J. H. A heat transfer textbook, 5th edition / J. H. Lienhard IV, J.H. Lienhard V. - Moscow: Phlogiston Press, 2019. - 696 p.

131. Kelleher, M.D. Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics / M.D. Kelleher, R.K. Shah, K.R. Sreenivasan, Y. Joshi. -Amsterdam: Elsevier, 1993. - 1002 p.

132. Viskanta, R. Heat Transfer to Impinging Isothermal Gas and Flame Jets / R. Viskanta // Experimental Thermal and Fluid Science. - 1993. - Vol. 6 (2). - C. 111-134.

133. Geers, L.F.G. Heat transfer correlation for hexagonal and in-line arrays of impinging jets / L.F.G. Geers, M.J. Tummers, T.J. Bueninck, K. Hanjali' // International journal of heat and mass transfer. - 2008. - Vol. 51 (21-22). - C. 51 5389- 5399.

134. Kuznetsov, V.A. Convective heat transfer in the near-wall turbulent gas stratum / V.A. Kuznetsov, P.A. Trubaev // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. Belorgod: Institute of Physics Publishing. - 2019. - Vol. 552. - P. 012005. D0I:10.1088/1757-899X/552/1/012005

135. Gardiner, W.C. Gas-Phase Combustion Chemistry. 2nd Edition / W.C. Gardiner. - Dordrecht: Springer, 2000. - 543 p.

136. Raju, K.S.N. Fluid mechanics, heat transfer, and mass transfer. Chemical engineering practice / K.S. Raju. - New York: John Wiley & Sons Limited, 2011. - 750 p.

137. Penumadu, P.S. Numerical investigations of heat transfer and pressure drop characteristics in multiple jet impingement system / P.S. Penumadu, A.G. Rao // Applied Thermal Engineering. - 2017. - Vol. 110,5. - P. 1511-1524. D0I.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.09.057

138. Рамазанов, Р.С. Определение объёма кислорода и воздуха для сжигания биогаза / Р.С. Рамазанов, Д.Ю. Суслов, Л.А. Кущев // Сборник докладов VII международной научно-практическая конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Молодежь и научно-технический прогресс. ГФ БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2014. - № VII. - С. 376-378.

139. Лопанов, А.Н. Феноменологическая модель расчёта концентрационных пределов распространения пламени в адиабатических условиях / А.Н. Лопанов, Е.А. Фанина, Н.В. Нестерова // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. - 2012. - №1. - С. 25-27.

140. Khaleghi, M. Experimental and numerical investigations of biogas vortex combustion / M. Khaleghi, S. Ehsan, M. Wahid // Power and Energy. - 2015.

- Vol. 229(6). - P. 1-15. DOI: 10.1177/0957650915584717

141. Баскаков, А.П. Теплотехника: Учебник для вузов / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт, Ю.В. Кузнецов, Н.Ф. Филлиповский. - Москва: Энергоатомиздат, 1991. - 224 с.

142. Моделирование турбулентности [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://cfd.spbstu.ru/agarbaruk/.

143. Abou-Taouk, A. CFD Modeling of Combustion in Flexi-Fuel Burners at Gas Turbine Conditions. Thesis for Licentiate of Engineering / A. Abou-Taouk. -Goteborg, Sweden, 2011. - 54 р.

144. Жуков, В.Т. Математическая модель течения многокомпонентной смеси газов с учетом возможности возникновения жидкой фазы / В.Т. Жуков, Ю.Г. Рыков, О.Б. Феодоритова // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша РАН. -2018. - 36 с.

145. Юн, А.А. Теория и практика моделирования турбулентных течений / А.А. Юн. - Москва: Либроком, 2009. - 272 с.

146. Menter, F.R. Zonal Two Equation k-ю Turbulence Models for Aerodynamic Flows / F.R. Menter. - Orlando, Florida,1993. - 22 р.

147. Маркин, Н.С. Основы теории обработки результатов измерений: Учебное пособие для сред. спец. учеб. заведений / Н.С. Маркин. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 176 с.

148. Тойберт, П. Оценка точности результатов измерений / П. Тойберт.

- М.: Энергоатомиздат, 1988. - 88 с.

149. Спиридонов, В.П. Математическая обработка физико-химических данных / В.П. Спиридонов, А.А. Лопаткин. - Москва: Изд-во Московского унта, 1990. - 222 с.

150. Мурин, Г.А. Теплотехнические измерения / Г.А. Мурин. - М.: Энергия, 1968. - 425 с.

151. Саутин, С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии / С.Н. Саутин. - Л.: Химия, 1975. - 48 с.

152. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. -Москва: Наука, 1976. - 278 с.

153. Шенх, И. Теория инженерного эксперимента / И. Шенх. - М.: Мир, 1972. - 406 с.

154. Саутин, С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии / С.Н. Саутин. - Л.: Химия, 1975. - 45 с.

155. Бондарь, А.Г. Планирование эксперимента при оптимизации процессов химической технологии (алгоритмы и примеры): Учебное пособие / А.Г. Бондарь, Г.А. Статюха, И.А. Потяженко. - Киев: Вища школа, 1980. -264 с.

156. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / Н. Джонсон, Ф. Лион. - М.: Мир, 1980. -510 с.

157. Бондарчук, С.С. Статобработка экспериментальных данных в MS Excel: Учебное пособие / С.С. Бондарчук, И.С. Бондарчук. - Томск: Изд-во ТГПУ, 2018. - 433 с.

158. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учебное пособие для хим. -технол. спец, вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. - М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.

159. Юдин, Ю.В. Организация и математическое планирование эксперимента: Учебное пособие / Ю.В. Юдин, М.В. Майсурадзе, Ф.В. Водолазский. - Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2018. - 124 с.

160. Кравченко, С.Н. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. / Н.С. Кравченко, О.Г. Ревинская. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2017. - 190 с.

161. Евдокимов, А.Н. Моделирование химико-технологических процессов (экспериментально-статистические модели): Учебное пособие / А.Н. Евдокимов, А.В. Курзин. - СПб: ВШТЭ СПбГУПТД, 2018. - 106 с.

162. ГОСТ Р 50696-94 Плиты газовые бытовые. Общие технические условия Официальное издание. - М.: Издательство стандартов, 1994. - 55 с.

163. Мирный, А.Н. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. / А.Н. Мирный. - М.: Стройиздат, 1990. - 413 с.

164. Шилкина, С.В. Мировые тенденции управления отходами и анализ ситуации в России // Электронный журнал «Отходы и ресурсы». 2020. - N°1. -Режим доступа: https://resources.today/PDF/05ECOR120.pdf

165. Арсентьев, В.А. Переработка отходов: использование ресурсного потенциала / В.А. Арсентьев, Н.В. Михайлова // Твердые бытовые отходы. -2007. - № 8. - С. 60-63.

166. Мировой рынок мусора: захоронение отходов - удел отстающих стран [Электронный ресурс] // Интернет-газета «Реальное время». - Режим доступа: https://realnoevremya.ru/articles/166395-mirovoy-musornyy-rynok-poka-v-peredovyh-stranah-szhigayut-i-sortiruyut-v-rossii-plodyat-poligony.

167. Системы управления бытовыми отходами разных стран: Рецепты для России [Электронный ресурс] // Материалы Института экономики роста им. Столыпина П.А. - Режим доступа: https://stolypin.institute/analytics/sistemy-upravleniya-bytovymi-othodami-raznyh-stran-retsepty-dlya-rossii/.

168. Европа из 249 млн тонн отходов 47% перерабатывает, 28% сжигает и 24% оправляет на свалку [Электронный ресурс] // Официальный новостной сайт ежемесячного научно-практического журнала «ТБО». - Режим доступа: https://news.solidwaste.ru/2019/02/evropa-pererabatyvaet-szhigaet-i-opravlyaet-na-svalku/.

169. Хорошавин, Л.Б. Основные технологии переработки промышленных и твердых коммунальных отходов: Учебное пособие / Л.Б.

Хорошавин, В.А. Беляков, Е.А. Свалов. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. - 220 с.

170. СанПиН 2.2.1/2.1.1200-03 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. - М.: Сфера, 2014. - 32 с.

171. Tell us how you're reducing methane emissions [Электронный ресурс] // Официальный сайт Global Methane Initiative (GMI). - Режим доступа: https://globalmethane.org/resources/index.aspx?sector=Municipal%20So lid%20Waste#.

172. Добыча и утилизация свалочного газа (СГ) [Электронный ресурс] // Gigavat.com. - Режим доступа: http://gigavat.com/utilizatsiya_2.php.

173. Постановление Правительства РФ от 13 июня 2006 г. № 373 (ред. от 26.03.2014) «О порядке установления нормативов потребления газа населением при отсутствии приборов учета газа» // Собрание законодательства РФ. - 2006. - № 25. - ст. 2733.

174. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2021662537. Программа для расчёта атмосферной газовой горелки: Л.А. Кущев, В.А. Уваров, Р.С. Рамазанов, Н.Ю. Саввин, Д.Ю. Суслов, Д.Д. Гарбузов. №2021661458; заявл. 20.07.2021; опубл. 30.07.2021.

175. Приказ Комиссии по государственному регулированию цен и тарифов в Белгородской области от 21.06.2021 № 9/5 «Об установлении розничной цены на газ, реализуемый населению Белгородской области» [Электронный ресурс] // Официальный сайт ООО «Газпром межрегионгаз Белгород». - Режим доступа: https://belregiongaz.ru/upload/medialibrary/npbnasel/pkgrct9_5_2021.pdf

176. Богачева, Д.Ю. Моделирование внутреннего (завесного) охлаждения жидкостного ракетного двигателя малой тяги на экологически чистых газообразных компонентах топлива: Автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.07.05 / Богачева Дарья Юрьевна. - Москва: Моск. гос. авиац. институт, 2014. - 24 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Патент РФ № 177321 «Газовая горелка»

Патент РФ № 198280 «Газовая горелка»

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021662537 «Программа для расчета атмосферной газовой горелки»

Акт технического внедрения ООО «ТК «Экотранс»

Утверждаю Директор

АКТ

технического внедрения

комиссия в составе:

Верёвкин О.В.

- начальник отдела внедрения систем энергосбережения и газификации ООО «ТК «Экотранс»

- инженер-технолог отдела разработки новой техники ООО «ТК «Экотранс»

-доцент, к.т.н. БГТУ им. В.Г. Шухова

- аспирант БГТУ им. В.Г. Шухова

Чечель С.А.

Суслов Д.Ю. Рамазанов Р.С.

Составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы аспиранта БГТУ им. В.Г. Шухова Рамазанова Рафшана Салмановича, «Интенсификация процесса сжигания биогаза в газогорелочном устройстве бытового назначения» представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук, использованы на ООО «ТК «Экотранс»:

- при определении физико-химических характеристик свалочного газа составом: СН4 = 43...53%, С02 = 57...47%, Н20 < 2%, Н28 < 1% на участке «Северный» полигона твердых коммунальных отходов (ТКО) площадью 1 га;

- при проектировании объекта - система дегазации и утилизации свалочного газа на участке «Северный» (размещение скважин, прокладка коллекторов для сбора свалочного газа, газовая сеть котельной);

- при техническом испытании оригинального газогорелочного оборудования с повышенным коэффициентом полезного действия и низким содержанием угарного газа (СО, %) для сжигания свалочного газа.

Верёвкин О.В. Чечель С.А. Суслов Д.Ю. Рамазанов Р.С.

Акт технического внедрения ООО «Энергоэффект»

Акт о внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс

Листинг программы конструктивного расчёта атмосферной газовой горелки

Forml.cpp

#include "Forml.h"

#include "Razm_otv_1.h"

#include "Razm_otv_2.h"

#include <format>

#include <iostream>

#include <ctime>

#include <algorithm>

#define _USE_MATH_DEFINES

#include <cmath>

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

using namespace System;

using namespace System::Windows::Forms;

[STAThreadAttribute]

int main(array<StringA>A args) {

Application::EnableVisualStyles();

Application:: SetCompatibleTextRenderingDefault(false);

GasBurnerCalculatorv20: :Form1 form;

Application: :Run(% form);

}

System::Void

GasBurnerCalculatorv20: :Form1 ::comboBox_d_a_b_SelectedIndexChanged(Syste

m::ObjectA sender, System::EventArgsA e) {

// Задаём условие вывода всплывающего окна для выбора формы отверстия головки горелки

if (comboBox_d_a_b->Text == "Круглое") {

Razm_otv_1A Form = gcnew Razm_otv_1();

Form->ShowDialog();

label_a->Text = "0";

label_b->Text = "0";

label_d->Text = Form->GetData();

textBox_d->Show();

textBox_a->Hide();

textBox_b->Hide();

label_d->Show();

label_a->Hide();

label_b->Hide();

textBox_d->Text = ("Диаметр отверстия d, мм");

}

else {

Razm_otv_2A Form = gcnew Razm_otv_2();

Form->ShowDialog();

label_d->Text = "0";

label_a->Text = Form->GetData_a();

label_b->Text = Form->GetData_b();

textBox_d->Hide();

textBox_a->Show();

textBox_b->Show();

label_d->Hide();

label_a->Show();

label_b->Show();

textBox_a->Text = ("Высота отверстия a, мм"); textBox_b->Text = ("Ширина отверстия b, мм");

}

}

System::Void

GasBurnerCalculatorv20: :Form1: :button_to_apply_Click(System::ObjectA sender,

System::EventArgsA e) {

// Проверка заполнения ячеек для ввода исходных данных if (

textBox_Tn_pot->Text == "" || textBox_delt_P->Text == "" || textBox_Ng->Text == "" || textBox_Alpfa->Text == "" || textBox_^->Text == "" || textBox_^c->Text == "" || textBox_K->Text == "" || textBox_t_kr->Text == "" || textBox_a_kr->Text == "" || textBox_n->Text == "")

{

MessageBox:: Show("Введите данные!");

}

// Расчёт параметров газа

double Ch4, Qn, Qv, Vo, S, po_g, Rg, kg; Ch4 = Convert::ToInt32(numericUpDown_CH4->Text); Qn = (Ch4 * 35.88) / 100; Qv = (Ch4 * 39.820) / 100; Vo = (Ch4 * 9.524) / 100; po_g = (Ch4 * 0.717 + (100 - Ch4) * 1.977) / 100; S = (Ch4 * 0.555 + (100 - Ch4) * 1.529) / 100; Rg = 831451 / (Ch4 * 16.043 + (100 - Ch4) * 44.011); kg = (Ch4 * 1.32 + (100 - Ch4) * 1.31) / 100; textBox_Qn->Text = System::Convert::ToString(Qn); textBox_Qn->Text = String::Format("{0:F3}", Qn); textBox_Qv->Text = System::Convert::ToString(Qv); textBox_Qv->Text = String::Format("{0:F3}", Qv); textBox_Vo->Text = System::Convert::ToString(Vo); textBox_Vo->Text = String::Format("{0:F3}", Vo); textBox_po->Text = System::Convert::ToString(po_g); textBox_po->Text = String::Format("{0:F3}", po_g); textBox_S->Text = System::Convert::ToString(S); textBox_S ->Text = String::Format("{0:F3}", S); textBox_Rg->Text = System::Convert::ToString(Rg); textBox_Rg->Text = String::Format("{0:F2}", Rg); textBox_kg->Text = System::Convert::ToString(kg); textBox_kg->Text = String::Format("{0:F3}", kg);

}

System::Void

GasBurnerCalculatorv20: :Form1 ::button_calcul_Click(System::ObjectA sender,

System::EventArgsA e) {

// Определение суммарной площади отверстий и диаметра головки горелки из условия формы отверстий double n, Fo, d, a, b, Dgol; d = Convert::ToDouble(label_d->Text); a = Convert::ToDouble(label_a->Text); b = Convert::ToDouble(label_b->Text); n = Convert::ToDouble(textBox_n->Text);

if (d != 0)

{

Fo = (0.01 * n * M_PI * pow(d, 2)) / 4; Dgol = (4 * d) / sin((180 / n) * (M_PI / 180));

textBox_Fo->Text = System::Convert::ToString(Fo); textBox_Fo->Text = String::Format("{0:F3}", Fo); textBox_Dgol->Text = System::Convert::ToString(Dgol); textBox_Dgol->Text = String::Format("{0:F2}", Dgol);

}

else {

Fo = 0.01 * n * (a * b);

Dgol = (4 * a) / (sin((180 / n) * M_PI / 180));

textBox_Fo->Text = System::Convert::ToString(Fo); textBox_Fo->Text = String::Format("{0:F3}", Fo); textBox_Dgol->Text = System::Convert::ToString(Dgol); textBox_Dgol->Text = String::Format("{0:F3}", Dgol);

}

// Расчёт параметров теплового рассекателя int delta_d = 2,

delta_h = 6; double KPD, CO,

KPD_calc = 0, CO_calc = 1000, diametr, height, diametr_calc, height_calc;

for (diametr = 6; diametr <= 12; diametr += delta_d) {

for (height = 6; height <= 24; height += delta_h) {

KPD = 36.3091752883329 + 2.66579338833343 * diametr + 0.613323721222232 * height - 0.118982154166671 * pow(diametr, 2) -0.0281706407222229 * diametr * height - 0.0102175696759261 * pow(height, 2);

CO = 707.783333333346 - 62.9041666666692 * diametr -20.7408333333336 * height + 2.48958333333345 * pow(diametr, 2) + 1.39388888888891 * diametr * height + 0.302083333333337 * pow(height, 2);

if (KPD_calc < KPD && CO_calc > CO) {

KPD_calc = KPD;

CO_calc = CO; diametr_calc = diametr; height_calc = height; textBox_d_r->Text = System:: Convert: :ToString(diametr_calc);

textBox_d_r->Text = String::Format("{0:F0}",

diametr_calc);

textBox_h_r->Text = System:: Convert: :ToString(height_calc);

textBox_h_r->Text = String::Format("{0:F0}",

height_calc);

}

}

}

// Расчёт параметров газового сопла и параметров головки горелки double Ng, Qn, Q1, Alpfa, Vo, S, цо,

delt_P, kg, Rg, цс, US, U, uc, Fc, dc, uo, Zo; Ng = Convert::ToDouble(textBox_Ng->Text); Qn = Convert::ToDouble(textBox_Qn->Text); Alpfa = Convert::ToDouble(textBox_Alpfa->Text); Vo = Convert::ToDouble(textBox_Vo->Text); Fo = Convert::ToDouble(textBox_Fo->Text); S = Convert:: ToDouble(textBox_S->Text); цо = Convert::ToDouble(textBox_^->Text); delt_P = Convert:: ToDouble(textBox_delt_P->Text); kg = Convert::ToDouble(textBox_kg->Text); Rg = Convert::ToDouble(textBox_Rg->Text); цс = Convert::ToDouble(textBox_цc->Text); Q1 = (3.6 * Ng / Qn); uo = Q1 * (1 + Alpfa * Vo) / Fo; US = Alpfa * Vo; U = (Alpfa * Vo) / S; Zo = (1 - цо * цо) / (цо * цо);

uc = цс * sqrt(((2 * kg) / (kg - 1)) * Rg * (273.15 + 20) * (1 - pow((101.325 / (101.325 + delt_P)), ((kg - 1) / kg))));

dc = 1000 * sqrt((4 * Q1 / 3600) / (M_PI * uc)); Fc = 10000 * (Q1 / 3600) / uc;

textBox_Q1->Text = System::Convert::ToString(Q1); textBox_Q 1 ->Text = String::Format("{0:F3}", Q1); textBox_US->Text = System::Convert::ToString(US); textBox_US->Text = String::Format("{0:F3}", US); textBox_U->Text = System::Convert::ToString(U); textBox_U->Text = String::Format("{0:F3}", U); textBox_uc->Text = System::Convert::ToString(uc); textBox_uc->Text = String::Format("{0:F3}", uc); textBox_Fc->Text = System::Convert::ToString(Fc); textBox_Fc->Text = String::Format("{0:F3}", Fc); textBox_dc->Text = System::Convert::ToString(dc); textBox_dc->Text = String::Format("{0:F3}", dc); textBox_uo->Text = System::Convert::ToString(uo); textBox_uo->Text = String::Format("{0:F3}", uo); textBox_Zo->Text = System::Convert::ToString(Zo); textBox_Zo->Text = String::Format("{0:F3}", Zo);

// Расчёт комплексных параметров горелки double d_r, h_r, Ftep, Dgol_m, r_r, po_g, Gpot, Cp_pot, Tn_pot, t_kr, Alpfa_kr, Tk_pot, K1,

F1opt, K, Par_A,

a1, b1, c1, D1, X, x1, x2, F1, Fg, dg; d_r = Convert:: ToDouble(textBox_d_r->Text) / 1000; h_r = Convert:: ToDouble(textBox_h_r->Text) / 1000; Dgol_m = Convert:: ToDouble(textBox_Dgol->Text) / 1000; po_g = Convert::ToDouble(textBox_po->Text); Tn_pot = Convert::ToDouble(textBox_Tn_pot->Text); Alpfa_kr = Convert::ToDouble(textBox_a_kr->Text); t_kr = Convert::ToDouble(textBox_t_kr->Text); K = Convert:: ToDouble(textBox_K->Text); r_r = d_r / 2;

Ftep = ((M_PI * pow(Dgol_m, 2) / 4) - ((M_PI * pow(d_r, 2))) / 4) + (M_PI * r_r * sqrt(h_r * h_r + r_r * r_r));

Gpot = uc * (Fc / 10000) * (po_g + Alpfa * Vo * 1.293); Cp_pot = 1.696 + 0.001838 * (Tn_pot + 273.15) + 1960000 * (delt_P - 0.1) / pow(Tn_pot + 273.15, 3);

Tk_pot = t_kr - (t_kr - Tn_pot) * exp(-(Ftep * Alpfa_kr) / (Gpot * Cp_pot)); K1 = Zo + 2 * (Tk_pot + 273.15) / 273.15 - 1; F1opt = sqrt(K / K1);

Par_A = (K1 * (1 + U) * (1 + US) * Fc * F1opt) / Fo; textBox_Ftep->Text = System::Convert::ToString(Ftep); textBox_Ftep->Text = String::Format("{0:E2}", Ftep); textBox_Gpot->Text = System::Convert::ToString(Gpot); textBox_Gpot->Text = String::Format("{0:E2}", Gpot); textBox_Cp_pot->Text = System::Convert::ToString(Cp_pot); textBox_Cp_pot->Text = String::Format("{0:F3}", Cp_pot); textBox_Tk_pot->Text = System::Convert::ToString(Tk_pot); textBox_Tk_pot->Text = String::Format("{0:F2}", Tk_pot); textBox_K1->Text = System::Convert::ToString(K1); textBox_K 1 ->Text = String::Format("{0:F3}", K1); textBox_F1opt->Text = System::Convert::ToString(F1opt); textBox_F 1 opt->Text = String::Format("{0:F3}", F1opt); textBox_Par_A->Text = System::Convert::ToString(Par_A); textBox_Par_A->Text = String::Format("{0:F3}", Par_A);

// Проверка возможности расчёта параметров при заданных исходных данных и определение режима работы горелки a1 = Par_A; b1 = -2; c1 = Par_A;

D1 = pow(b1, 2) - 4 * a1 * c1;

if (D1 > 0)

{

x1 = (-b1 + pow(D1, 0.5)) / (2 * a1); x2 = (-b1 - pow(D1, 0.5)) / (2 * a1); X = fmin(x1, x2);

textBox_X->Text = System::Convert::ToString(X); textBox_X->Text = String::Format("{0:F3}", X);

}

else {

if (D1 == 0)

{

X = -b1 / (2 * a1);

textBox_X->Text = System::Convert::ToString(X); textBox_X->Text = String::Format("{0:F3}", X);

else {

X = 0;

textBox_Fg->Text = (nullptr); textBox_dg->Text = (nullptr); textBox_F1->Text = (nullptr);

MessageBox::Show("Невозможно подобрать параметры горелки!"); }

}

if (Par_A > 1) {

MessageBox:: Show("Измените тип эжекционной трубки или

отредактируйте исходные днные"); }

else {

if (Par_A < 1) {

X = Convert::ToDouble(textBox_X->Text); F1 = X * F1opt; Fg = F1 * Fo;

dg = 10 * sqrt(4 * Fg / M_PI); textBox_F1->Text = System::Convert::ToString(F1); textBox_F 1 ->Text = String::Format("{0:F3}", F1); textBox_Fg->Text = System::Convert::ToString(Fg); textBox_Fg->Text = String::Format("{0:F3}", Fg); textBox_dg->Text = System::Convert::ToString(dg); textBox_dg->Text = String::Format("{0:F3}", dg);

MessageBox::Show("Горелка работает в неоптимальном режиме"); }

else {

Fg = F1opt * Fo; dg = 10 * sqrt(4 * Fg / M_PI); textBox_Fg->Text = System::Convert::ToString(Fg); textBox_Fg->Text = String::Format("{0:F3}", Fg); textBox_dg->Text = System::Convert::ToString(dg); textBox_dg->Text = String::Format("{0:F3}", dg);

MessageBox::Show("Горелка работает в оптимальном режиме"); }

}

System::Void

GasBurnerCalculatorv20: :Form1 ::button_reset_Click(System::ObjectA sender,

System::EventArgsA e)

{

// Сброс результатов расчёта перед воводом новых данных

textBox_Qn->Text = (nullptr);

textBox_Qv->Text = (nullptr);

textBox_Vo->Text = (nullptr);

textBox_po->Text = (nullptr);

textBox_S->Text = (nullptr);

textBox_Rg->Text = (nullptr);

textBox_kg->Text = (nullptr);

textBox_dc->Text = (nullptr);

textBox_Fc->Text = (nullptr);

textBox_uc->Text = (nullptr);

textBox_d_r->Text = (nullptr);

textBox_h_r->Text = (nullptr);

textBox_Zo->Text = (nullptr);

textBox_K 1 ->Text = (nullptr);

textBox_Fo->Text = (nullptr);

textBox_Dgol->Text = (nullptr);

textBox_uo->Text = (nullptr);

textBox_Gpot->Text = (nullptr);

textBox_Cp_pot->Text = (nullptr);

textBox_Tk_pot->Text = (nullptr);

textBox_Q 1 ->Text = (nullptr);

textBox_US->Text = (nullptr);

textBox_U->Text = (nullptr);

textBox_Ftep->Text = (nullptr);

textBox_F1opt->Text = (nullptr);

textBox_F1->Text = (nullptr);

textBox_Par_A->Text = (nullptr);

textBox_Fg->Text = (nullptr);

textBox_dg->Text = (nullptr);

textBox_X->Text = (nullptr);

}

Form1.h

#pragma once

namespace GasBurnerCalculatorv20 {

using namespace System; using namespace System::ComponentModel; using namespace System::Collections; using namespace System::Windows::Forms; using namespace System::Data; using namespace System::Drawing; #pragma endregion

private: System::Void Form1_Load(System::ObjectA sender,

System::EventArgsA e) { }

private: System::Void BbK^ToolStripMenuItem_Click(System::ObjectA sender, System: :EventArgsA e) { Application: :Exit();

}

private: System::Void оПрограммеToolStripMenuItem_Click(System::ObjectA sender, System::EventArgsA e) {

MessageBox::Show("Программа конструктивного расчёта атмосферной газовой горелки бытового назначения с предварительным подогревом газовоздушной смеси от теплового рассекателя",

"Информация!"); }

private: System::Void comboBox_d_a_b_SelectedIndexChanged(System::ObjectA sender, System::EventArgsA e);

private: System::Void button_to_apply_Click(System::ObjectA sender, System::EventArgsA e);

private: System::Void button_calcul_Click(System::ObjectA sender, System::EventArgsA e);