Ученые повысили эффективность и экологичность сжигаемого угля
Ученые ТПУ представили физическую модель, которая объясняет, как скорость горячего воздушного потока влияет на процесс дробления капель водоугольного топлива в энергетических установках и его эффективное сжигание. Модель политехников в будущем может лечь в основу создания новых систем распыления. Это позволит сделать сжигание угля экономичнее и экологичнее.
Внедрение в энергобаланс возобновляемых нетрадиционных источников энергии привело к значительному росту стоимости единицы вырабатываемой электроэнергии в некоторых странах мира. В этих условиях целесообразно рассмотреть возврат к угольной генерации, используя новые чистые угольные технологии, которые снизят негативное влияние на атмосферу.
«Одной из перспективных технологий эффективного сжигания угля является его сжигание в виде так называемой водоугольной суспензии — смеси воды и угольной пыли. Однако пока она не получила широкого распространения из-за ряда нерешенных проблем. Среди последних можно выделить отсутствие физически обоснованной теории, описывающей процессы дробления капель водоугольной суспензии в потоке окислителя. Такая теория необходима для разработки систем распыления водоугольной суспензии, обеспечивающих минимальный размер капель топлива в пространстве камеры сгорания», — рассказывает руководитель проекта, профессор научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Семен Сыродой.
Для эффективного сжигания водоугольной смеси необходимо получить капли диаметром около 0,1 миллиметра, но из-за высокой вязкости топлива добиться таких параметров на выходе из системы распыления сложно. Современные системы распыления пока не могут стабильно обеспечивать необходимый размер капель водоугольного топлива. Но при взаимодействии с потоком горячего воздуха они начинают дробиться на более мелкие фрагменты.
Перед научным коллективом стояла задача понять, как изменение скорости потока воздуха внутри камеры сгорания влияет на процесс дробления капель. Эксперименты проводились внутри специального лабораторного стенда, который позволяет воссоздать условия реальной камеры сгорания, где водоугольное топливо взаимодействует с окислителем — потоком воздуха, разогретым до 1000 градусов.
Для приготовления водоугольного топлива использовали измельченный в пыль уголь разных марок и воду. При этом общая доля угля в системе составляла от 50 до 55%.
«Мы установили, чем ниже градиент скорости потока, тем эффективнее капли дробятся. Уменьшение степени ускорения потока воздуха улучшает дробление, но при этом поток все равно должен быть высокоскоростным», — отмечает Семен Сыродой.
Исследование имеет важное практическое значение для оптимизации процессов сжигания водоугольной смеси и повышения эффективности работы энергетических установок.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты работы опубликованы в журнале Experimental Thermal and Fluid Science.
Telegram 
Дзен 
VK Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
МС-21-310 — импортозамещенная версия российского пассажирского самолета МС-21. Вскоре он появится на отечественных аэродромах, пообещали в «Ростехе». Также госкорпорация опубликовала видео, на котором можно увидеть процесс строительства этого авиалайнера.
Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Британские экологи выяснили, что большинство людей не догадываются о вреде солнцезащитных кремов для Мирового океана. Обзор научной литературы и локальный уличный опрос наглядно продемонстрировали разрыв между реальными экологическими угрозами и повседневными привычками покупателей.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно