МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ЗГОРАННЯ ПАРО-ДИЗЕЛЬНОЇ СУМІШІ В КОТЛАХ ПЕРЕСУВНИХ ПАРОГЕНЕРАТОРНИХ УСТАНОВОК
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(48)2023.280085Ключові слова:
пересувна парогенераторна установка, пародизельна суміш, згоряння палива, кількість теплотиАнотація
Стаття спрямована на вирішення проблеми створення математичної моделі згорання в котлах пересувних парогенераторних установок нафтогазової галузі паро-дизельної суміші, які є більш дешевою та екологічною альтернативою дизельного палива для пересувних парогенераторних установок. Проведені теоретичні дослідження фізико-хімічних процесів при згоранні паро-дизельної суміші в котлах пересувних парогенераторних установок. Сформульовані припущення математичної моделі згорання в котлах пересувних парогенераторних установок паро-дизельної суміші. Створена математична модель згорання паро-дизельної суміші в котлах пересувних парогенераторних установок. Проведені розрахунки показали, що тепловий ефект від спалювання паро-дизельної суміші перевищує ефект від спалювання тієї ж кількості дизельного палива. Використання паро-дизельних сумішей дозволяє знизити забруднення поверхонь нагріву в котлах сажею. Проведені розрахунки витрат дизельного палива парогенераторною установкою ППУА-1600/100 на різних режимах. Швидкість згоряння паро-дизельної суміші є більшою, ніж товарного дизельного палива, а індикаторний тиск при згорянні паро-дизельної суміші зростає. За умови обмеження максимального тиску згоряння, це призводить до зниження питомої витрати палива. Також треба відмітити, що збільшення швидкості згоряння паро-дизельної суміші призводить до зменшення тривалості горіння палива. Використання паро-дизельних сумішей дозволило підвищити приблизно на 10—15 % ККД котлів пересувних парогенераторних установок та зменшити шкідливі викиди продуктів згоряння. Виконані дослідження показали, що переведення котлів пересувних парогенераторних установок на роботу з використанням продуктів паро-дизельної суміші, супроводжувалося зниженням витрати палива при роботі котлів, а отже є технічно обґрунтованим.
Посилання
Hasannuddin, A. K., Wira, J. Y., Sarah, S., Aqma, W. W. S., Hadi, A. A., Hirofumi, N., Azrin, M. A. (2016). Performance, emissions and lubricant oil analysis of diesel engine running on emulsion fuel. Energy conversion and management, 117, 548-557.
Wamankar, A. K., & Murugan, S. (2015). Combustion, performance and emission characteris-tics of a diesel engine with internal jet piston using carbon black-water-diesel emulsion. Energy, 91, 1030-1037.
De Giorgi, M. G., Fontanarosa, D., Ficarella, A., & Pescini, E. (2020). Effects on performance, combustion and pollutants of water emulsified fuel in an aeroengine combustor. Applied Ener-gy, 260, 114263.
Niszczota, P., & Gieras, M. (2021). Impact of the application of fuel and water emulsion on CO and NOx emission and fuel consumption in a miniature gas turbine. Energies, 14(8), 2224.
Sartomo, A., Santoso, B., & Muraza, O. (2020). Recent progress on mixing technology for water-emulsion fuel: A review. Energy Conversion and Management, 213, 112817.
Yahaya Khan, M., Abdul Karim, Z. A., Hagos, F. Y., Aziz, A. R. A., & Tan, I. M. (2014). Current trends in water-in-diesel emulsion as a fuel. The Scientific world journal, 2014.
Patil, H., Gadhave, A., Mane, S., & Waghmare, J. (2015). Analyzing the stability of the water-in-diesel fuel emulsion. Journal of Dispersion Science and Technology, 36(9), 1221-1227.
Mondal, P. K., & Mandal, B. K. (2018). Experimental investigation on the combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine using water emulsified diesel prepared by ultrasonication. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 40, 1-17.
Jhalani, A., Sharma, D., Soni, S. L., Sharma, P. K., & Sharma, S. (2019). A comprehensive review on water-emulsified diesel fuel: chemistry, engine performance and exhaust emissions. Environmental Science and Pollution Research, 26, 4570-4587.
Shinjo, J., Xia, J., Ganippa, L. C., & Megaritis, A. (2014). Physics of puffing and microexplo-sion of emulsion fuel droplets. Physics of Fluids, 26(10), 103302.
Rodzewicz, R., & Gieras, M. (2018). Numerical investigation of heat transfer in fuel-water emulsion droplet. Arch. Combust, 38, 1-10.
Moussa, O., Tarlet, D., Massoli, P., & Bellettre, J. (2020). Investigation on the conditions leading to the micro-explosion of emulsified fuel droplet using two colors LIF method. Experimental Thermal and Fluid Science, 116, 110106.
Nissar, Z., Rybdylova, O., Sazhin, S. S., Heikal, M., Aziz, A. R. B., & Ismael, M. A. (2020). A model for puffing/microexplosions in water/fuel emulsion droplets. International Journal of Heat and Mass Transfer, 149, 119208.
Sazhin, S. S., Rybdylova, O., Crua, C., Heikal, M., Ismael, M. A., Nissar, Z., & Aziz, A. R. B. (2019). A simple model for puffing/micro-explosions in water-fuel emulsion droplets. Interna-tional Journal of Heat and Mass Transfer, 131, 815-821.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
