Повышение эффективности вихревых противоточных горелочных устройств организацией горения многокомпонентного водородсодержащего топлива тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Кононова Виктория Вадимовна

• Кононова Виктория Вадимовна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Кононова Виктория Вадимовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Анализ направлений развития низкоэмиссионных камер

сгорания и горелочных устройств

§1.1. Организация низкоэмиссионного сжигания топлива в

горелочных устройствах и камерах сгорания

§1.2. Форсуночно-горелочные модули с полным предварительным

смешением компонентов

§1.3. Повышение эффективности камер сгорания ГТУ за счёт

применения многокомпонентного и синтетического топлива 23 Выводы по главе

Глава 2. Исследование смесеобразования в закрученных и

противоточных течениях

§2.1. Интегральные параметры качества смешения в потоке

§2.2. Конструкции модельных горелочных устройств

§2.3. Влияние схемы подачи компонентов на качество подготовки

топливовоздушной смеси

§2.4. Влияние закрутки потока на характеристики смешения в

условиях прямоточного и противоточного течений

Выводы по главе

Глава 3. Состав и свойства многокомпонентного

водородсодержащего топлива

§3.1. Методика расчёта свойств многокомпонентного топлива

§3.2. Анализ свойств многокомпонентного водородсодержащего

топлива

Выводы по главе

Глава 4. Экспериментальное исследование горения

многокомпонентного водородсодержащего топлива в условиях газодинамического противотока

§4.1. Экспериментальная установка и методика опытных

исследований

§4.2. Расходные характеристики модельного противоточного

горелочного устройства

§4.3. Диапазон устойчивого горения и бедная граница срыва

пламени

§4.4. Эмиссионные характеристики горения многокомпонентного

водородсодержащего топлива

Выводы по главе

Глава 5. Разработка и исследование высокоэффективного противоточного горелочного устройства на

многокомпонентном водородсодержащем топливе

§5.1. Конструкция противоточного горелочного устройства 89 §5.2. Численное моделирование рабочего процесса горелочного

устройства 90 §5.3. Структура течения и неравномерность распределения

температуры

§5.4. Параметры смешения и полнота сгорания топлива

Выводы по главе

Заключение

Список используемых источников

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности вихревых противоточных горелочных устройств организацией горения многокомпонентного водородсодержащего топлива»

Актуальность темы исследования

Одно из важнейших требований к современным энергетическим горелочным устройствам и камерам сгорания состоит в обеспечении устойчивого горения в широком диапазоне рабочих параметров. Они включают тепловую мощность, коэффициент избытка воздуха, возможность использования нескольких видов топлива. В то же время не менее важным является обеспечение эмиссионных характеристик камеры сгорания, которые существенно зависят от вышеупомянутых параметров [1,2]. Эти ключевые проблемы приводят к поиску новых технологий сжигания и видов топлива, которые могли бы быть эффективно применены в промышленности, особенно для разработки современных электростанций на базе газовых турбин.

Исследования показывают, что использование водородсодержащего синтез-газа даёт многообещающие результаты с точки зрения выбросов загрязняющих веществ, таких как оксиды азота NOx и монооксид углерода СО [3]. Это становится все более важным для развития электростанций комбинированного цикла интегрированной газификации (ЮСС), где происходит сжигание топлива из синтез-газа [4]. Как следует из обзора публикаций [5,6], для достижения низких значений выбросов в современных камерах сгорания газовых турбин предпочтительны технологии сжигания с использованием бедной предварительной смеси. Исследования сжигания синтез-газа также показывают, что коэффициент избытка воздуха значительно влияет на величину скорости горения [7] и эмиссионные характеристики [8-10].

Геометрия камеры сгорания имеет большое значение с точки зрения обеспечения необходимых эмиссионных характеристик и устойчивости процесса горения. Большинство камер сгорания, использующих водородсодержащий синтез-газ и МВТ основаны на применении закрученных потоках и обеспечивают сжигание предварительно перемешанной смеси обеднённого состава. Обычно закрутка потока осуществляется с помощью осевых [10,11] и тангенциальных [12] закручивающих устройств. Такие условия позволяют обеспечить устойчивое горение до значений коэффициента избытка воздуха 2,5 [13,14] при сжигании метана [15]. Дополнительное расширение диапазона устойчивого горения и смещение границы срыва пламени в бедную область по составу смеси возможно за счёт обогащения метана синтез-газом, водородом или монооксидом углерода. Увеличение объёмной доли водорода с 20% до 90% приводит к достижению значения коэффициента избытка воздуха, соответствующего бедной границе срыва пламени до 7,8 [10]. Эти режимы работы близки к сжиганию чистого водорода, что может быть затруднено или неприменимо в условиях газовой

турбины. Поэтому обычно применяется значение объёмной доли водорода от 20% до 40%, которое, по-видимому, является наиболее оптимальным для сжигания в газовой турбине, особенно с точки зрения производства синтез-газа или МВТ непосредственно на борту.

Другой способ расширить диапазон устойчивого горения многокомпонентных синтетических топлив связан с изменением газодинамической структуры вихревого потока. Хорошо известно, что особенности структуры закрученного потока определяют как стабильность горения, так и эмиссионные характеристики. Исследование [12] показывает, что в зависимости от величины закрутки и от того, образуется ли ограниченное или неограниченное пламя, величина выбросов загрязняющих веществ и диапазона устойчивого горения существенно меняются. Стабильность пламени в этом случае зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются формирование прецессирующего вихревого ядра (ПВЯ) и центральной зоны рециркуляции (ЦЗР) и их взаимодействие [12,16].

Важно отметить, что пределы стабильного горения также связаны со временем пребывания топлива и окислителя в высокотемпературной зоне реакции [17]. Увеличение времени пребывания приводит к более высокому качеству смешения и эффективности сгорания, то есть приближение работы камеры сгорания к реактору с идеальным перемешиванием и снижение выбросов загрязняющих веществ [18,19]. Сравнительное исследование различных механизмов горения и их взаимосвязи с выбросом загрязняющих веществ [20] показывает, что одна из наиболее перспективных технологий связана с формированием аэродинамического противотока течения в вихревом противоточном горелочном устройстве (ВПГУ). В противоточной вихревой камере сгорания происходит газодинамической расслоение течения на два потока: внешний кольцевой поток, подаваемый через закручивающее устройство и направленный к торцевой стенке горелочного устройства, и внутренний приосевой поток, направленный к выходному сечению сопла диафрагмы [21]. Оба потока закручены и вращаются в одном направлении, но их компоненты осевой скорости противоположны по знаку. Поток топлива обычно подаётся через сопло, расположенное в центральной части торцевой стенки.

Геометрическая форма вихревого противоточного горелочного устройства может быть цилиндрической [22-24], конической [25], полусферической [26,27] и тороидальной [20,28]. Более того, именно тороидальная форма обеспечивает наибольшее значение времени пребывания, а также наибольшую эффективность сгорания. Ещё одно преимущество ВПГУ состоит в возможности использования различных видов топлива - газообразного [29], жидкого [20] и пылевидного [30,31]. Кроме того, также возможны многотопливные режимы работы [32].

Современные промышленные применения противоточных горелочных устройств и камер сгорания связаны с малогабаритными энергоустановками [33-35], пароперегревателями [36], плазменными системами [37] и другими энергетическими устройствами. Также известно, что периферийный закрученный поток в противоточной камере обеспечивает высокоэффективное конвективное охлаждение внутренних поверхностей вихревой камеры, что значительно снижает их температуру и приводит к увеличению ресурса [38-40]. Все вышесказанное указывает на перспективность использования горелочных устройств противоточного типа для сжигания водородсодержащего МВТ. Проведение такого исследования должно позволить расширить диапазон устойчивого горения МВТ и снизить выбросы таких загрязняющих веществ, как NOx СО и несгоревшие углеводороды.

Это требует постановки новых расчётных и экспериментальных исследований особенностей горения МВТ и его топливных смесей с метаном в противоточном закрученном течении с целью повышения эффективности противоточных горелочных устройств и обоснования возможности создания новых энергетических устройств.

Степень разработанности темы исследования

Результаты многочисленных теоретических и экспериментальных исследований российских научных школ в Новосибирске, Москве, Самаре, Казани, Томске, Санкт-Петербурге, Ульяновске, Рыбинске и др., занимающиеся газодинамикой закрученных потоков, как и научных групп в США, Канаде, Японии, Беларуси, Австралии, Индии Китае, странах ЕС показали, что, закрутка радикальным образом влияет на газодинамическую картину течения, микро и макроструктуру турбулентного потока. Развитие науки о процессах горения сопровождается непрерывным поиском новых способов их интенсификации и неразрывно связано с расширением научных исследований недостаточно изученных физических явлений и эффектов. К их числу относят и эффект Ранка-Хилша, известный как вихревой эффект, реализующийся в закрученных противоточных течениях. Его физическим проявлением является

пространственная анизотропия термогазодинамических параметров и интенсивный радиальный энергомассообмен в закрученном потоке, распространяющемся в ограниченном пространстве осесимметричного канала [41]. Условия протекания процессов смесеобразования и горения в закрученном противоточном течении близки к условиям в идеализированном гомогенном ректоре [42]. Российская наука обладает наиболее полным комплексом теоретических и экспериментальных работ по изучению закрученных и противоточных течений. Среди ведущих Российских научных школ можно

отметить школы в МЭИ, КНИТУ-КАИ, Самарском университете, Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Ульяновском университете, РГАТУ, МГТУ имени Н.Э. Баумана и др. Все они внесли большой вклад в изучение закрученных потоков. Экспериментальные данные по структуре закрученных реагирующих потоков с использованием метода Particle image velocimetry (PIV) получены в [43]. Вклад в развитие теории и практики закрученных течений внесли представители Самарской школы [44.]. Вклад в изучение термогазодинамики ограниченных и свободных закрученных течений внесли авторы [45] и многие другие. Изучение газодинамики и теплообмена вихревых течений с использованием методов численного моделирование интенсивно развивается в научных коллективах [46,47]. Анализ современного состояния исследований позволяет выделить наиболее главные особенности влияния противотока на горение. Это: образование когерентных структур в сдвиговом слое на границе раздела прямого и обратного течения, самоподобие осреднённых профилей скорости в сдвиговом слое на границе раздела потоков при высокой генерации крупномасштабной турбулентности. Среди зарубежных научных школ следует выделить исследовательские группы Gabriel D. Roy, P.J. Strykowski, D.J. Forliti, занимающиеся проблемами горения и динамики вихревых структур в слоях смешения противоточных течений [48]. Исследованные, с использованием PIV метода, когерентные структуры в сдвиговом слое использованы для стабилизации пламени в плоской неограниченной противоточной струе [49]. Результаты показали генерацию энергии турбулентности на границе раздела потоков в области интегрального масштаба. Организация горения в ограниченном закрученном противоточном течении сопровождается увеличением скорости горения в зависимости от степени противотока [50]. Многокомпонентный газ, получаемый в результате воздушной конверсии природного газа, состоит из: водорода Н2, СО, СО2, паров воды, азота из воздуха до баланса [51]. Модификацией топлив посредством перехода на метановодородные смеси занимается большое количество исследователей. Изучение добавок водорода к метану, подаваемому в двигатели, изучено достаточно подробно в работе [52]. Основной вывод, который вытекает из проведенных исследований, сводятся к тому, что применение водорода в качестве добавок к метану сопровождается увеличением нормальной скорости распространения пламени топливной смеси. Это обеспечивает сокращение продолжительности сгорания смеси и повышение топливной эффективности тепловых двигателей; достижение большей равномерности сгорания топливной смеси с добавками водорода, в связи с большими коэффициентами диффузии водорода в смеси и отсутствие локальных перегревов по объёму камеры сгорания; значительное (до 5 раз) снижение эмиссии оксидов азота и оксида углерода.

Реакция воздушной конверсии метана с получением многокомпонентной водородсодержащей смеси происходит в диапазоне температуры 970-1170 К. [53]. Такой механизм обеспечивает наличие не только активных химических реагентов типа водорода, оксида углерода, но и образование различного вида кислородсодержащих, перекисных и других активных химических соединений, условно называемых радикалами, [54] которые могут инициировать горение смеси, обеспечивая расширение диапазона устойчивого горения при обеднении топливовоздушной смеси и снижение концентраций NOx, СО и СхНу.

Цель диссертационной работы

Повышение эффективности вихревых противоточных горелочных устройств энергетического назначения за счёт совершенствования газодинамической схемы смесеобразования и применения многокомпонентного водородсодержащего топлива, обеспечивающего расширение диапазона устойчивого горения и снижение выбросов загрязняющих атмосферу веществ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ направлений развития энергетических устройств сжигания топлива и камер сгорания газотурбинных установок, методов низкоэмиссионного горения и возможностей повышения эффективности горелочных устройств за счёт применения многокомпонентного водородсодержащего топлива.

2. Исследовать смесеобразование в закрученных течениях, изучить влияние схемы подачи компонентов и закрутки потока на качество подготовки топливовоздушной смеси и характеристики смешения в условиях прямоточного и противоточного течений.

3. Определить свойства смесей многокомпонентного водородсодержащего топлива и метана с учётом варьирования их процентного содержания.

4. Провести экспериментальные исследования горения многокомпонентного водородсодержащего топлива и его смесей с метаном в условиях газодинамического противотока. Определить диапазон устойчивого горения, границу бедного срыва пламени и эмиссионные характеристики по выбросам загрязняющих атмосферу веществ.

5. Предложить конструкцию и выполнить численное моделирование рабочего процесса перспективного противоточного горелочного устройства на многокомпонентном водородсодержащем топливе.

Научная новизна диссертации заключается в следующих положениях:

1. Выявлены особенности влияния газодинамической схемы течения компонентов топливовоздушной смеси на интегральные характеристики смесеобразования в потоке, позволившие обосновать условия, в которых противоточное течение обладает преимуществами по величине среднеквадратичного и относительного отклонений массовой концентрации топлива в смеси относительно схем с осевым и радиальным подводом топлива в закрученное течение без противотока в диапазоне значений параметра закрутки 0 < Б < 2,0 .

2. Экспериментально доказана возможность организации сжигания многокомпонентного водородсодержащего топлива в закрученном противоточном течении и выявлен эффект расширения диапазона устойчивого горения топливовоздушной смеси бедного состава в диапазоне значений коэффициента избытка воздуха от 1,5 до 8,0 с одновременным снижением концентрации оксидов азота КОх, монооксида углерода СО и несгоревших углеводородов СхНу в продуктах сгорания.

3. Установлено влияние добавок многокомпонентного водородсодержащего топлива к метану на условия срыва пламени и эмиссионные характеристики горения в условиях газодинамического противотока. Результаты представлены зависимостями предельного коэффициента избытка воздуха, соответствующего бедному срыву пламени, в диапазоне 2,3 < а < 18,0 и концентраций КОх, СО, СхНу в продуктах сгорания от объёмной доли многокомпонентного водородсодержащего топлива в смеси с метаном. Экспериментально показано снижение эмиссии КОх в 1,5 раза относительно горения метана во всём диапазоне устойчивого горения в противоточном течении, эмиссии СхНу в 1,8 раза в диапазоне коэффициента избытка воздуха от 1,0 до 2,5, что позволило предложить концепцию перспективного двухтопливного противоточного горелочного устройства на многокомпонентном водородсодержащем топливе.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные новые знания о горении многокомпонентного водородсодержащего топлива в противоточных течениях сокращают объём теоретических и экспериментальных исследований, сроки и затраты ресурсов на создание высокоэффективных горелочных устройств энергетического применения. Результаты исследования смесеобразования в закрученных течениях позволяют применять на практике наиболее эффективные схемы подачи компонентов в зону смешения и выбирать параметр закрутки потока, обеспечивающие высокое качество подготовки топливовоздушной смеси в условиях прямоточного и противоточного течений. Результаты

экспериментальных исследований горения многокомпонентного водородсодержащего топлива и его смесей с метаном в условиях противоточного течения позволяют проектировать высокоэффективные противоточные горелочные устройства, обладающие широким диапазон устойчивого горения по коэффициенту избытка воздуха и низкой эмиссией загрязняющих атмосферу веществ.

Полученные в диссертации результаты внедрены на практике в ООО «Газомотор-Р» и РГАТУ имени П.А. Соловьева. Получены документы о внедрении результатов работы. Акт «Повышение эффективности вихревых противоточных горелочных устройств организацией горения многокомпонентного водородсодержащего топлива» подтверждает, что полученные соискателем новые знания о режимах устойчивого горения и экологических характеристиках сжигания многокомпонентных топлив на основе метана с добавками водорода использованы для разработки эффективных генераторов многокомпонентного топлива из углеводородов, попутного нефтяного газа и аммиака. Отмечено, что результаты диссертации имеют большой практический интерес и перспективы применения для создания новой газотурбинной и энергетической техники. Теоретические и экспериментальные результаты, полученные в рамках диссертационной работы внедрены в учебный процесс РГАТУ имени П.А. Соловьева и используются при подготовке студентов направлений 16.03.01, 16.04.01 «Техническая физика», 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника».

Методология и методы исследования

В диссертации использованы методы экспериментального и численного исследования. Решение поставленных задач основано на экспериментальных данных, полученных с использованием методов постановки теплофизического эксперимента, а также на известных положениях и основополагающих закономерностях теплофизики, газодинамики, физики горения, тепломассообмена.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты исследования смесеобразование в закрученных течениях;

- особенности влияния схемы подачи компонентов и закрутки потока на качество подготовки топливовоздушной смеси и характеристики смешения в условиях прямоточного и противоточного течений;

- данные расчётных исследований свойств смесей многокомпонентного водородсодержащего топлива и метана с учётом варьирования их процентного содержания;

- результаты экспериментальных исследований горения многокомпонентного водородсодержащего топлива и его смесей с метаном в условиях газодинамического противотока: диапазон устойчивого горения, граница бедного срыва пламени, эмиссионные характеристики по выбросам загрязняющих атмосферу веществ;

- конструкция двухтопливного противоточного горелочного устройства;

- результаты численного моделирования рабочего процесса двухтопливного противоточного горелочного устройства на многокомпонентном водородсодержащем топливе.

Степень достоверности результатов

Достоверность обеспечивается корректным применением фундаментальных законов сохранения, уравнений теплофизики, технической термодинамики, физики горения, постановкой экспериментальных исследований с применением метрологически поверенного оборудования, обработкой экспериментальных данных с использованием статистических методов. Достоверность подтверждается адекватным согласованием расчётов с опытными данными и результатами исследований других авторов.

Личный вклад автора

Экспериментальные и теоретические результаты, составляющие основу диссертационного исследования, получены автором лично в составе научного коллектива кафедры общей и технической физики РГАТУ имени П.А. Соловьева.

Апробация результатов

Основные результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Молодежная конференция «Новые материалы и технологии для ракетно-космической и авиационной техники» (г. Звездный городок, 2016 г.); XII Международная научно-практической конференция «Научный потенциал мира» (г.София, 2016 г.); XII Международная научно-практическая конференция «Научные горизонты»» (г. София, 2016 г.); 15-й Международная конференции «Авиация и космонавтика» (г. Москва, 2016 г.); IV Международная научно-практической конференция «Вопросы современных технических наук: свежий взгляд и новые решения» (г. Екатеринбург, 2017 г.); XLШ Международная молодёжная научно конференции «Гагаринские чтения-2017» (г. Москва, 2017 г.); Международной научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развитие электро и теплотехники (XIX Бенардовские чтения)» (г. Иваново, 2017 г.); XXI Школа-семинар молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева «Проблемы

газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (г. Санкт-Петербург, 2017 г.); Международный симпозиум «Надежность и качество» (г. Пенза, 2018 г.); Международная научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (г. Самара, 2018 г.); XLIII Международная молодёжная научная конференция «Гагаринские чтения-2019» (г. Москва, 2019 г.); Международный молодежный форум «Будущее авиации и космонавтики за молодой Россией» в рамках работы авиасалона МАКС (г. Москва, 2019 г.); Международная научно-практическая конференция «Инновационные процессы в современной науке, тенденции развития» (г. Уфа, 2019 г.); 21-я Международная конференция «Авиация и космонавтика» (г. Москва, 2022 г.); Научно-технический конгресс по двигателестроению (НТКД-2022) в рамках Международного форума двигателестроения (МФД-2022) (г. Москва, 2022 г.).

Работа соответствует паспорту специальности 1.3.14. Теплофизика и теоретическая теплотехника по пунктам: п. 2. Аналитические и численные исследования теплофизических свойств веществ в различных агрегатных состояниях; п. 7. Экспериментальные и теоретические исследования процессов совместного переноса тепла и массы в бинарных и многокомпонентных смесях веществ, включая химически реагирующие смеси.

Публикации

Общее количество публикаций включает 16 (в соавторстве), из них 10 статей в рецензируемых изданиях. По тематике диссертации опубликовано 16 работ, из которых 2 статьи входят в перечень ВАК и международные базы цитирования Scopus и Web of Science.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемых источников и приложений. Работа изложена на 1 10 страницах машинописного текста, имеет 3 таблицы и 109 рисунков. Список литературы включает 100 наименований. Исследования выполнялись в рамках государственного задания FSSG-2020-0004.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ НИЗКОЭМИССИОННЫХ КАМЕР СГОРАНИЯ И ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

§1.1 Организация низкоэмиссионного сжигания топлива в горелочных устройствах и камерах сгорания

В целях ограничения антропогенных воздействий к газотурбинным установкам (ГТУ) и горелочным устройствам (ГУ) предъявляются жёсткие требования по уровню эмиссии загрязняющих веществ, в частности, оксидов азота К0х, оксида углерода СО, несгоревших углеводородов. Прослеживается тенденция к дальнейшему ужесточению допустимых норм на выбросы этих компонентов. Выделяют четыре основных механизма образования оксидов азота: термический, быстрый, конверсия N0 из N20 и топливный. Большая часть N0 в ГТУ и ГУ образуется по термическому механизму, предложенному Я.Б. Зельдовичем. Реакция образования термических N0 имеет высокую энергию активации, поэтому интенсивно протекает в области высоких температур, превышающих 1850 К. Концентрация термических N0 экспоненциально возрастает вблизи фронта пламени и достигает наибольших значений непосредственно за зоной максимальной температуры и далее по длине зоны горения практически не изменяется [55]. Влияние температуры на эмиссию оксидов азота наглядно показывают рисунки 1.1 и 1.2.

Рисунок 1.1 - Влияние температуры на Рисунок 1.2 - Влияние температуры на

эмиссию оксидов азота [56] эмиссию оксидов азота [56]

Одной из основных причин содержания в продуктах сгорания СхНу и СО является недостаточно равномерное смешение топлива и воздуха. При этом в переобогащённых объемах смеси, возможно, неполное сгорание из-за недостатка воздуха, а в обеднённых - снижение скорости химических реакций, вызванное низкой температурой горения. Высокие концентрации продуктов неполного

сгорания (особенно СО) часто обусловлены также недостаточным временем пребывания смеси в зоне горения.

Таким образом, выбросы NOx и СО зависят от большинства параметров в зоне горения (температуры, времени пребывания, объёма зоны горения и др.), поэтому необходим поиск компромиссный решений при их минимизации. Зависимости выбросов NOx и СО от коэффициента избытка воздуха при использовании горелочных устройств с диффузионным механизмом горения приведены на рисунках 1.3 и 1.4.

Рисунок 1.3 - Влияние а на образование КОх и СО при горении [56]

Рисунок 1.4 - Влияние температуры на образование N0 и СО при горении [56]

Видно, что в области стехиометрического горения (а = 1) происходит полное выгорание промежуточных компонентов (СхНу и СО), что обуславливает их малую концентрацию в продуктах сгорания. Однако стехиометрическое условие способствует существенному увеличению скорости образования побочных продуктов реакции N0^ Компромисс в выбросах СО и КОх наблюдается в зоне нестехиометрического горения: бедной или богатой. Работа в данных областях требует создания новых низкоэмиссионных КС и решения целого ряда проблем. Как показывают кинетические расчёты, при сжигании бедных гомогенных смесей природного газа и воздуха при температурах 1г = 1400...1500 °С, давлениях 1,5...2,0 МПа и времени пребывания Хпр = 20...30 мс возможно снижение эмиссии до 3.8 ррт КОх [57]. Основной задачей является реализация этой потенциальной возможности в конкретных конструкциях камер сгорания КС перспективных ГТУ. Для этого в течение последних 10-15 лет ведётся интенсивная работа по созданию камер сгорания с организацией сжигания предварительно перемешанных ТВС с коэффициентом избытка воздуха в зоне горения 1,9<а<2,5. При внедрении этого способа сжигания в КС практически всех ведущих газотурбинных фирм без впрыска воды или пара получены концентрации оксидов азота не выше 8.25 ррт на рабочих режимах (при содержании кислорода О2 = 15 %) [57].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кононова Виктория Вадимовна, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Mongia, H.C. Future Trends in Commercial Aviation Engines' Combustion / H. C. Mongia // Novel Combustion Concepts for Sustainable Energy Development. - 2014. - PP. 113-176.

2. Lefebvre, A.H Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions, Third Edition / A.H Lefebvre, D.R Ballal // Engineering. - 2010.

3. Kurji, H. Reduction of emissions by using various syngases with different injection strategies under premixed combustion mode / H. Kurji, A. Okon, A. Valera-Medina, C. Cheng-Tung // International Conference for Students on Applied Engineering (ISCAE). - 2016, - PP. 407-412.

4. Higman, C. Gasification / C. Higman, M. Burgt. - Gulf Professional Publishing, 2003. - P. 391

5. Nemitallah, M.A. Review of Novel Combustion Techniques for Clean Power Production in Gas Turbines / M.A Nemitallah, S.S. Rashwan, I.B. Mansir,. A.A. Abdelhafez, M.A. Habib // Energy Fuels. - 2018. Vol. 32. - №2. - PP. 979-1004.

6. Liu, Y. Review of modern low emissions combustion technologies for aero gas turbine engines / Yize Liu, X. Sun, V. Sethi [et al] // Progress in Aerospace Sciences. - 2017. - Vol. 94. - PP. 12-45.

7. Jithin, E.V. A review on fundamental combustion characteristics of syngas mixtures and feasibility in combustion devices / E.V Jithin, G.K.S Raghuram, T.V. Keshavamurthy, R.K. Velamati, C. Prathap, R.J. Varghese // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2021. - Vol. 146. - issue C.

8. Samiran, N.A. Experimental and numerical studies on the premixed syngas swirl flames in a model combustor / N.A Samiran, C.T, Chong, J-H. Ng, M-V. Tran, Ong HC, A. Valera-Medina [et al] // International Journal of Hydrogen Energy. [et al] - 2019. - PP44:24126-39.

9. Pashchenko, D. Hydrogen-rich fuel combustion in a swirling flame: CFD-modeling with experimental verification / D. Pashchenko // International Journal of Hydrogen Energy. - 2020. - Vol.45. - PP. 19996-20003.

10. Samiran, N.A. H2-rich syngas strategy to reduce NOx and CO emissions and improve stability limits under premixed swirl combustion mode / Samiran NA, Ng J-H, Mohd Jaafar MN, Valera-Medina A, Chong CT. // International Journal of Hydrogen Energy. - 2016. - Vol. 41. - PP. 19243-19255.

11. Yilmaz, H. A comparison study on combustion and emission characteristics of actual synthetic gas mixtures / H. Yilmaz, O. Cam, I. Yilmaz // Fuel. -2020. - Vol.263. - PP. 116712.

12. Valera-Medina, A. Outlet geometrical impacts on blowoff effects when using various syngas mixtures in swirling flows / A. Valera-Medina, M.O. Vigueras-

Zuniga, H. Baej, N. Syred, C.T. Chong, P.J. Bowen // Applied Energy. - 2017.-Vol. 207. - PP. 195-207.

13. Samiran, N.A. Swirl stability and emission characteristics of CO-enriched syngas/air flame in a premixed swirl burner / N.A Samiran, J-H. Ng, M.N. Mohd Jaafar, A. Valera-Medina, C.T Chong // Process Safety and Environmental Protection. - 2017. - Vol. 112. - PP. 315-326.

14. Yilmaz, H. Combustion and emission characteristics of premixed CNG/H2/CO/CO2 blending synthetic gas flames in a combustor with variable geometric swirl number / H. Yilmaz, I. Yilmaz // Energy - 2019. - Vol. 172. - PP. 11733.

15. Dulin, V.M. On the Flow Structure and Dynamics of Methane and Syngas Lean Flames in a Model Gas-Turbine Combustor / V. Dulin, L. Chikishev, D. Sharaborin [et al] // Energies. - 2021. - Vol. 14.

16. Dulin, V.M. On Impact of Helical Structures on Stabilization of Swirling Flames with Vortex Breakdown / V. Dulin, A. Lobasov, L. Chikishev [et al] // Flow Turbulence Combust. - 2019. - Vol. 103. - № 4. - PP. 887-911.

17. Beer, J.M. The effect of the residence time distribution on the performance and efficiency of combustors / Beer JM, Lee KB // Symposium (International) on Combustion. - 1965. - Vol. 10. - PP. 1187-202.

18. Warnatz, J. Combustion: physical and chemical fundamentals, modeling and simulation, experiments, pollutant formation / J. Warnatz, U. Maas, R.W. Dibble // Berlin; London: Springer. - 2010.

19. Hoffman, A.B. Modellierung turbulenter Vormischverbrennung / A.B. Hoffman // Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Ingenieurwissenschaften im Fach Chemieingenieurwesen. Universität Karlsruhe, 2004.

20. Guryanov, A.I. Criterion analysis and experimental study of combustion mechanisms in a bidirectional swirling flow and their relationship with pollutants emission / A.I. Guryanov, O.A. Evdokimov, M.M. Guryanova, S.V.Veretennikov // Int J Energy Res. - 2021. - Vol. 45.- PP. 5500-5516.

21. Williams, L.L. Development of the Bidirectional Vortex in a Hemispherically-Shaped Rocket Engine / L.L Williams, T.A. Barber, J. Majdalani // American Institute of Aeronautics and Astronautics. - 2017.

22. Majdalani, J. On steady rotational cyclonic flows: The viscous bidirectional vortex / J. Majdalani, M.J. Chiaverini // Physics of Fluids - 2009. - Vol. 21.

23. Vyas, A. B. Exact solution of the bidirectional vortex / A. B. Vyas, J. Majdalani // AIAA JOURNAL. - 2006. - Vol. 44. - № 10. - PP. 2208-2216.

24. Evdokimov, O. Transient numerical simulations of a cold-flow bidirectional vortex chamber / O. Evdokimov, D. Prokhorov, A. Guryanov, S. Veretennikov // Physics of Fluids. - 2022. - Vol. 34.

25. Barber, T. A. Helical models of the bidirectional vortex in a conical geometry / T. A. Barber // University of Tennessee, KnoxvilleTrace: Tennessee Research and Creative Exchange. - 2014. - 223 p.

26. Williams, L.L. An exact irrotational solution for a hemispherically bounded cyclonic flowfield / L.L. Williams, J. Majdalani // Physics of Fluids. - 2021. -Vol. 33. - № 6. - P. 063608.

27. Williams, L.L. Exact Beltramian solutions for hemispherically bounded cyclonic flowfields / L.L. Williams, J. Majdalani // Physics of Fluids. - 2021. -Vol. 33. - № 9. - P. 093601.

28. Evdokimov, O.A. A study of flame and flow structures and their effect on emission properties in a bidirectional vortex pulverized peat combustor / O.A. Evdokimov, D.A. Prokhorov, A.I. Guryanov [et al] // Fuel. - 2021. -Vol. 291:120120.

29. Piralishvili, Sh.A. Dimensionless Base of Experimental Investigation of Thermogasdynamic Parameters in a Twisted Flow with Combustion / Sh.A. Piralishvili, A.I. Gur'yanov // Heat Trans Res. - 2008. - Vol. 39. - № 8. - P. 703-712.

30. Evdokimov, O.A. A numerical simulation of burning of pulverized peat fuel in a bidirectional vortex combustor / O. Evdokimov, A. Guryanov, A. S. Mikhailov, S. Veretennikov // Thermal Science and Engineering Progress. - 2020. - Vol. 17. - P. 100510.

31. Evdokimov, O. A. Experimental investigation of burning of pulverized peat in a bidirectional vortex combustor / O. A. Evdokimov, A. I. Guryanov, A. S. Mikhailov [et al] // Thermal Science and Engineering Progress. - 2020. - Vol. 18. - 8 p.

32. Guryanov, A.I. A study of multifuel bidirectional combustor / A.I Guryanov, O.A Evdokimov, S.V. Veretennikov, M.M Guryanova // Procedia Environmental Science, Engineering and Management. - 2021. - Vol. 8. - PP.255-63.

33. Chiaverini, M. Vortex Thrust Chamber Testing and Analysis for O2-H2 Propulsion Applications / M. Chiaverini, M. Malecki, J. Sauer, W. Knuth, J. Majdalani // 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, Huntsville, Alabama: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2003.

34. Yu, N. Experimental and simulation study of a Gaseous oxygen/Gaseous hydrogen vortex cooling thrust chamber / N. Yu, B. Zhao, G. Li, J. // Wang Acta Astronautica. - 2016. - Vol. 118. - PP. 11-20.

35. Munson, S. Development of a Low-Cost Vortex-Cooled Thrust Chamber Using Hybrid Fabrication Techniques / S. Munson, J. Sauer, J. Rocholl, M. Chiaverini 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference &amp; Exhibit, San Diego, California: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2011.

36. Guryanov, A.I. Counter-current hydrogen-oxygen vortex combustion chamber / A.I Guryanov, Sh.A Piralishvili, M.M. Guryanova, O.A. Evdokimov, S.V. Veretennikov //Thermal physics of processing. Journal of the Energy Institute. - 2020.

37. Matveev, I. Investigation of a reverse-vortex plasma assisted combustion system / I. Matveev, S. Serbin // ASME 2012 Heat Transfer Summer Conference (Rio Grande, Puerto Rico, USA, 8-12 July). - Vol. 2. - USA: Puerto Rico, Rio Grande, 2012. - PP. 133-140.

38. Mikhailov, A.S. CFD simulation of peat dust combustion in a bidirectional vortex burner with wall cooling / A.S. Mikhailov, O.A. Evdokimov // AIP Conference Proceedings. - 2020. - Vol. 2211. - № 1. - P. 040006.

39. Rom C, Anderson M, Chiaverini M. Cold Flow Analysis of a Vortex Chamber Engine for Gelled Propellant Combustor Applications / C. Rom, M. Anderson, M. Chiaverini // 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, Fort Lauderdale, Florida: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004.

40. Khan, O. An Experimental Study of Internal Flow Field of a Cyclone Vortex Combustion Chamber using Particle Image Velocimetry / Khan O., Ahmed A. // AIAA Propulsion and Energy 2021 Forum. VIRTUAL EVENT: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2021.

41. Пиралишвили, Ш.А. Вихревой эффект.Физическое явление, эксперимент, теоретическое моделирование. [Текст] / Ш.А. Пиралишвили. - М.: Изд-во Научтехлитиздат, 2013. - Т.1. - 342 с.

42. Бирюк, В.В. Вихревой эффект. Технические приложения. [Текст] / В.В. Бирюк, С.В. Веретенников, А.И. Гурьянов, Ш.А. Пиралишвили. - М.: Изд-во Научтехлитиздат, 2014. - Т.2. - ч.1. - 287 с.

43. Alekseenko, S.V. Study of vortex core precession in combustion chambers / S.V. Alekseenko, D.M. Markovich, V.M. Dulin, L.M. Chikishev // Thermophysics and Aeromechanics. - 2013. - Т. 20. - № 6. - С. 679-686.

44. Бирюк, В.В. Применение вихревого эффекта энергетического разделения газов / Бирюк В.В., Васильев В.К., Угланов Д.А., Горшкалёв А.А., Шиманов А.А. // Новые исследования в разработке техники и технологий. - 2017. - № 1. - С. 22-31.

45. Леонтьев, А.И. Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках (Обзор)/Леонтьев А.И., Кузма-Кичта Ю.А., Попов И.А. // Теплоэнергетика. - 2017. - № 2. - С. 36-54.

46. Исаев, С.А. Моделирование организованных отрывных течений и вихревого теплообмена с использованием многоблочных вычислительных технологий / Исаев С.А. // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2011. - № 4-3. - С. 813-815.

47. Храбрый, А.И. Разработка и примеры приложения специализированного параллельного кода для численного моделирования турбулентных нестационарных течений со свободной поверхностью / Храбрый А.И., Зайцев Д.К., Смирнов Е.М. // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. - 2016. - Т. 20. -№ 3 (73). - С. 153-163.

48. Kalghatgi, P. Characteristics of planar counter current shear flow in dump geometry / P. Kalghatgi, S. Acharya, P. Strykowski [et al] // ASME 2011 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, IMECE 2011. -Vol. 1. - PP. 109-119.

49. Roy, G.D. Advances in Chemical Propulsion: Science to Technology / Gabriel D. Roy // CRC Press, 2011 - p.552.

50. Roy, G.D. Combustion Processes in Propulsion: Control, Noise, and Pulse Detonation / Gabriel D. Roy // Butterworth-Heinemann, 2006 - p. 439.

51. Кириллов, В.А. Катализаторы конверсии углеводородных и синтетических топлив для бортовых генераторов синтез газа [Текст] / В.А. Кириллов, Н.А. Кузин, Ю.И. Амосов, В.В. Киреенков, В.А. Собянин // Катализ в промышленности. - 2011. - № 1. - С. 60-67.

52. Кириллов, В.А. Применение синтез-газа в качестве добавки к основному топливу в транспортных средствах: состояние и перспективы [Текст] / В.А. Кириллов, Н.А. Кузин, В.В. Киреенков, Ю.И. Амосов, В.А. Бурцев, В.К. Емельянов, В.А. Собянин, В.Н. Пармон // Теоретические основы химической технологии. - Theoretical Foundations of Chemical Engineering. - 2011. - № 2. - Т. 45. - С. 139- 154.

53. Матковский, П.Е. Технологии получения и переработки синтез-газа [Текст] / П.Е. Матковский, И.В. Седов, В.И. Савченко, Р.С. Яруллин // Газохимия. - 2011. - № 3-4 (19-20). - С. 77-84.

54. Kozlov, V.E. Modeling study of combustion and pollutant formation in HCCI engine operating on hydrogen rich fuel blends / V.E. Kozlov, I.V. Chechet, S.G. Matveev, N.S. Titova, A.M. Starik // International Journal of Hydrogen Energy. -№ 41(5). - PP 3689-3700.

55. Пиралишвили, Ш.А. Физика процессов горения [Текст]: Учебное пособие/ Ш.А. Пиралишвили; А.И. Гурьянов.- ГОУ ВПО РГАТА имени П.А.Соловьева. - Рыбинск, 2009. - с. 198, табл. - 3, ил. - 32.

56. Васильев, В.Д. Этапы разработки горелочного модуля с предварительной подготовкой топливовоздушной смеси[Текст] / В.Д. Васильев, М.Н. Гутник // Семинар ЦИАМ-2008. - Москва. - 2008

57. Тумановский, А. Г. Проблема и пути создания малотоксичных камер сгорания для перспективных стационарных ГТУ [Текст] / А. Г. Тумановский, М.

Н. Гутник, В. Д. Васильев [и др.] // Теплоэнергетика. - 2006. - № 7. - С. 22 - 29.

58. Бакулев, В.А. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок [Текст] / В. А. Бакулев, В. А. Голубев, Е. Ю. Марчуков, Ю.Н. Нечаев, И.И. Онищик, В.А. Сосунов, В.М. Чепкин. - М.: МАИ, 2003. - 688 с.

59. Гутник, М.Н. Перспективы создания высокотемпературных малотоксичных камер сгорания стационарных [Текст] / В. Д.Гутник, А. Г. Тумановский // Теплоэнергетика. - 2006. - № 8. - С. 25 - 31

60. Tsurikov, Michael. Investigations of a syngas-fired gas turbine model combustor by planar laser techniques [Text] / Michael Tsurikov, Wolfgang Meier, Klaus-Peter Geigle. - ASME paper 2006, GT-90344, 2006. - 7 p.

61. Caruggi, Martin. Experimental Analysis of the Two-Phase Unsteady Flow in an Aero-Engine LPP Burner [Text] / Caruggi, M., Canepa, E., Di Martino, P., Nilberto A.- ASME paper 2005, GT 68949,2005- 6p.

62. Bonzani, Federico. From test rig to field operation a lesson learned [Text] / Federico Bonzani, Carlo Piana . - ASME paper 2008, GT 50833 , 2008- 10 p.

63. Zucca, Alessandro. Development of a simplified back-up liquid fuel system for a heavy duty industrial gas turbine.;[Text] /, Alessandro Zucca, Antonio Asti, Andrei Evulet, Sergey Khayrulin, Borys Shershnyov , Geoff. - ASME paper 2012, GT-70068, 2012. - 9 p.

64. Гурьянов А.И. Научное описание особенностей горения в ограниченных закрученных противоточных течениях и возможность их применения к созданию эффективных устройств сжигания топлива: дис. ... д-ра техн. наук [Текст] / Гурьянов Александр Игоревич - Санкт-Петербург: СПбПУ, 2013. - 300 с.

65. Baird, B., Etemad, S., Karim, H., Alavandi, S., and Pfefferle, W. C., "Ultra Low NOx Using Rich Catalytic/Lean-Burn catalytic Pilots: Gas Turbine Engine Test," 2009, GT2009-60258, June 2009, Orlando, Florida

66. Законы горения [Текст]; под общ. ред. Ю. В. Полежаева. - М.: Энергомаш, 2006. - 352 с.

67. Basu, P., Biomass Gasification and Pyrolysis Practical Design and Theory, Elsevier Inc, U.S., 2010.

68. Chaos M., Dryer F., (2008), Syngas Combustion Kinetics and Applications. Journal of Combustion Science and Technology, Volume180, - 2008. - p. 1056 - 1096.

69. Евдокимов О.А. Научные основы организации горения в массивах противоточных и комбинированных закрученных струй: дис. ... д-ра техн. наук

[Текст] / Евдокимов Олег Анатольевич - Рыбинск: РГАТУ им. П.А. Соловьева, 2022. - 346 с.

70. Mongia, H.C. Future Trends in Commercial Aviation Engines' Combustion / H.C Mongia // Novel Combustion Concepts for Sustainable Energy Development; ed. Agarwal A.K. et al. New Delhi: Springer India. - 2014. - PP. 113176.

71. Agarwal, A. Novel Combustion Concepts for Sustainable Energy Development / A. Agarwal, Ashok Pandey, A. Gupta [et al] // New Delhi: Springer India, 2014.

72. Иноземцев, А.А. Технология малоэмиссионного горения RQQL как направление в достижении высокой надёжности стационарного газотурбинного двигателя / А.А. Иноземцев, В.В. Токарев // Вестник СГАУ. - 2002. - T. 2. - № 2.

- C. 46-51.

73. Guryanov, A.I. Counter-current hydrogeneoxygen vortex combustion chamber. Thermal physics of processing / A.I. Guryanov, Sh.A. Piralishvili, M.M. Guryanova, O.A. Evdokimov, S.V. Veretennikov // Journal of the Energy Institute. -2020. - Vol. 93. - PP. 634-641.

74. Guryanov, A.I. Experimental investigation of premixed air-fuel mixtures and of the combustion specifics of diffusion fuel jets / A. Guryanov, O. Evdokimov, S. Veretennikov [et al] // Inter J Ener Clean Env. - 2017. - Vol. 18. - № 4. - PP. 335-348.

75. Guryanov, A.I. Criterion analysis and experimental study of combustion mechanisms in a bidirectional swirling flow and their relationship with pollutants emission / A. I. Guryanov, O.A. Evdokimov, M. M. Guryanova [et al] // Int J Energy Res. - 2021. - Vol. 45. - № 4. - P. 5500-5516.

76. Guryanov, A.I. A Study of Superlean Combustion Modes in a Reverse Flow Combustion Chamber Burning Multicomponent Fuel / A. Guryanov, O. Evdokimov, M. M. Guryanova [et al] // J. Phys.: Conf. Ser. - 2019. - Vol. 1261. - P. 012015.

77. Evdokimov, O. Transient numerical simulations of a cold-flow bidirectional vortex chamber / O. Evdokimov, D. Prokhorov, A. Guryanov, S. Veretennikov // Physics of Fluids. - 2022. - Vol. 34. - № 1. - P. 015123.

78. Evdokimov, O. A numerical comparison of mono and bi-directional pulverized peat combustors at different operation modes / O. Evdokimov, A. Guryanov, A. S. Mikhailov, S. Veretennikov // Thermal processes in engineering. 2021. - Vol. 13.

- № 12. - PP. 543-554.

79. Evdokimov, O.A. A numerical simulation of burning of pulverized peat fuel in a bidirectional vortex combustor / O. Evdokimov, A. Guryanov, A. S. Mikhailov, S. Veretennikov // Thermal Science and Engineering Progress. - 2020. - Vol. 17. - P. 100510.

80. Evdokimov, O. A. Experimental investigation of burning of pulverized peat in a bidirectional vortex combustor / O. A. Evdokimov, A. I. Guryanov, A. S. Mikhailov [et al] // Thermal Science and Engineering Progress. - 2020. - Vol. 18. - 8 p.

81. Evdokimov, O. A. A study of flame and flow structures and their effect on emission properties in a bidirectional vortex pulverized peat combustor / O. A. Evdokimov, D. A. Prokhorov, A. I. Guryanov [et al] // Fuel. - 2021. - Vol. 291. - 16 p.

82. Guryanov, A.I. A study of multifuel bidirectional combustor / A. Guryanov, O. Evdokimov, S. Veretennikov, M. Guryanova // Procedia Environmental Science, Engineering and Management. - 2021. - Vol. 8. - № 1. - PP. 255-263.

83. Nemitallah, M.A. Novel Approaches for Clean Combustion in Gas Turbines / M.A. Nemitallah, M.A. Habib, H.M. Badr // Oxyfuel Combustion for Clean Energy Applications. Cham: Springer International Publishing. - 2019. - P. 133-192.

84. Nemitallah, M.A. Frontiers in combustion techniques and burner designs for emissions control and CO 2 capture: A review / M. Nemitallah, A. Abdelhafez, Asif Ali // Int J Energy Res. - 2019. - P. er.4730.

85. Мингазов, Б. Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчёт [Текст] / Б. Г. Мингазов. -Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2006. - 220 с.

86. elHossaini, M. K. Review of the New Combustion Technologies in Modern Gas Turbines / M. K. elHossaini // Progress in Gas Turbine Performance / ed. Benini E. InTech, 2013.

87. Guryanov, A. I. A Development and Numerical Study of a High-Pressure Gas Turbine Combustion Chamber Based on Mesoscale Co-Axial Swirling Jets / A.I. Guryanov, O.A. Evdokimov, S.V. Veretennikov, D. A. Prokhorov // Inter J Ener Clean Env. - 2022. - Vol. 23. - № 3. - PP. 55-76.

88. Dennis, R.A. Gas Turbine Handbook / R.A. Dennis // National Energy Technology Laboratory, 2006. - 447 c.

89. Liu, Y. Review of modern low emissions combustion technologies for aero gas turbine engines / Yize Liu, X. Sun, V. Sethi [et al] // Progress in Aerospace Sciences. - 2017. - Vol. 94. - PP. 12-45.

90. Venkataraman, K. F-Class DLN Technology Advancements: DLN2.6+ / K. Venkataraman, S. Lewis, J. Natarajan [et al] // ASME 2011 Turbo Expo: Turbine Technical Conference and Exposition (Vancouver, British Columbia, Canada, 6-10 June 2011). - Vol. 3. - Canada: British Columbia, Vancouver, 2011. - PP. 587-594.

91. York, W.D. Operational Flexibility of GE's F-Class Gas Turbines With the DLN2.6+ Combustion System / W. York, D. W. Simons, Y. Fu // ASME Turbo Expo 2018: Turbomachinery Technical Conference and Exposition (Oslo, Norway: American Society of Mechanical Engineers). - Vol. 4B: Combustion, Fuels, and Emissions. -Norway, Oslo, 2018. - 10 p.

92. Weiland, N.T. Testing of a Hydrogen Dilute Diffusion Array Injector at Gas Turbine Conditions / N.T. Weiland, T.G. Sidwell, P.A. Strakey // ASME 2011 Turbo Expo: Turbine Technical Conference and Exposition (Vancouver, British Columbia, Canada, 6-10 June 2011). - Vol. 3. - Canada: British Columbia, Vancouver, 2011. - PP.1239-1247.

93. Weiland, N.T. Testing of a Hydrogen Diffusion Flame Array Injector at Gas Turbine Conditions / N.T. Weiland, T.G. Sidwell, P.A. Strakey [et al]// Combustion Science and Technology. - 2013. - Vol. 185. - № 7. - PP. 1132-1150.

94. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский. - М.: Энергия, 1978. - 704 c.

95. Кремлевский, П.П. Расходомеры и счетчики количества / П.П. Кремлевский. М.: Машиностроение, 1982. - 375 c.

96. Эстеркин, Р.И. Методы теплотехнических измерений и испытаний при сжигании газа / Р.И. Эстеркин, А.С. Иссерлин, М.И. Певзнер. - Л.: Недра. -376 c.

97. ANSYS CFX Reference Guide / ANSYS Inc. - ANSYS CFX Release 11. - 2006.

98. Бадерников, А.В. Модифицированный метод расчёта горения в вихревых противоточных горелочных устройствах канд.техн. наук / Бадерников Артем Витальевич. - Рыбинск: РГАТУ имени П.А. Соловьева, 2013. - 168 с.

99. Tryggeson, H. Analytical Vortex Solutions to the Navier-Stokes Equation / H. Tryggeson // PhD Thesis. Sweden: Vaxjo University, 2007. - 108 p.

100. Евдокимов, О.А. Исследование динамики выгорания топлива в камерах сгорания ГТД и устройствах энергетического назначения / О.А. Евдокимов, А.И. Гурьянов // Вестник РГАТА имени П.А. Соловьева. - 2013. -Vol. 27. - № 4. - P. 36-42.

ПРИЛОЖЕНИЕ Акты внедрения результатов работы

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

"Газомотор - Р"

152919, Ярославская обл., г. Рыбинск, ул. Волочаевская, д. 11, кв. 9.: ИНН 7610073147, КПП 761001001, ОКПО 99731329, Р/с 40702810977190005076 в Калужском отделении № 8608 ПАО Сбербанк г. Кат^а к/с 30101810100000000612, ОКВЭД72.19, тел55-17-62.

17.10.2022 г. Рыбинск

АКТ

о внедрении научных результатов диссертационной работы

Кононовой Виктории Вадимовны

«Повышение эффективности вихревых противоточных горелочных устройств организацией горения многокомпонентного водородсодержащего топлива»,

представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук

Настоящий акт составлен о том, что результаты диссертационной работы Кононовой В.В., выполненной в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева», используются в ООО «Газомотор-Р» при разработке и опытной эксплуатации тепловых двигателей работающих на многокомпонентных водородсодержащих топливах.

Полученные соискателем новые знания о режимах устойчивого горения и экологических характеристиках сжиганиня многокомпонентных топлив на основе метана с добавками водорода использованы для разработки эффективных генераторов многокомпонентного топлива из углеводородов, попутного нефтяного газа и аммиака. Обоснованные автором способы повышения качества смесеобразования в горелочных устройствах и полученная карта режимов горения смесей метана и многокомпонентного водородсодержащего топлива позволяет создавать новые образцы противоточных горелочных устройств и камер сгорания, обеспечивающих высокую эффективность рабочего процесса. Результаты диссертации имеют большой практический интерес и перспективы применения газотурбинной и энергетической техники.

для новой

Директор ООО «Газомотор-Р»

В.А. Бурцев