Исследование процесса дробления капель суспензионных топлив с добавлением технического углерода

Abstract

Современные экологические и энергетические вызовы диктуют необходимость перехода к чистым энергетическим технологиям. Это является основанием для активного поиска и создания инновационных источников энергии и топлива. Одним из наиболее перспективных подходов к соблюдению таких требований при сохранении объемов производства электроэнергии на тепловых электростанциях является использование многокомпонентных топливных смесей, например, водоугольных суспензий (ВУС). Цель. Проведение экспериментальных исследований процессов фрагментации струи ВУС (количество, размер, форма капель) на малых расстояниях от сопла в зависимости от параметров распыления и свойств суспензии. Объект. Экспериментальные исследования проводились с водоугольными суспензиями на основе бурого угля (марки 2Б) с добавлением 1 и 2 % по массе технического углерода. В качестве образца сравнения использовалась суспензия, состоящая из угля и воды, без добавления третьей компоненты. Методы. Приготовление водоугольных суспензий осуществлялось при помощи гомогенизатора с кавитационным эффектом. Для распыления водугольных суспензий применялась пневматическая форсунка с внутренним смешением суспензии и распыляющего агента. Средний размер капель топлива после распыления определялся при помощи метода Interferometric Particle Imaging (IPI). Результаты и выводы. Экспериментально доказано влияние параметров распыления и компонентного состава суспензий на форму капель, их размер и скорость. Доказано, что в непосредственной близости к соплу форсунки, при малых значениях давления воздуха (0,1 МПа), в струе присутствуют крупные (более 1 мм) фрагменты суспензии. Капли топлива имеют формы сфер, вытянутых эллипсоидов и капель