ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ СЖИГАНИЯ ОБЕДНЕННОГО ИОНИЗИРОВАННОГО ГАЗОВОГО ТОПЛИВА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

  • Сергей Александрович Романчиков Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева
Ключевые слова: газовое топливо, ионизация, электрическое поле, кулоновские силы, электроконвекция, конвективный теплообмен

Аннотация

Для повышения эффективности работы газового оборудования предложено техническое решение устройства для принудительной ионизации газового топлива. Принцип его работы основывается на использовании метода сжигания обедненного ионизированного газового топлива в электрическом поле. Предложенный метод обеспечивает максимальное сгорание газового топлива, снижение тепловых потерь на нагрев воздуха, сажеобразования на поверхностях теплообмена, термического сопротивления, а также полноту химического сгорания.

Новизной технического решения является создание каталитического электрического поля за счет включения в конструкцию газовой плиты ионизирующего устройства, подающего на электроды напряжение 7 кВ, силой тока 2…3 мА. Дополнительная электризация газового топлива обеспечивает образование кулоновских сил, интенсифицирует горение, а за счет электроконвекции повышается конвективный теплообмен.

Конструкция устройства предусматривает размещение электродов на расстоянии 50 мм друг от друга. Электроды запитаны от источника напряжения (высоковольтного трансформатора, через выпрямитель). Крепление электродов выполнено с использованием кольцевых фарфоровых изоляторов. Конструктивные изменения плиты обеспечивают повышение температуры факела и мощность излучения не только в видимом и инфракрасном диапазоне, но и в ультрафиолетовом. Дополнительная электролизация топливной смеси и ускорение скорости ее горения достигается за счет ионизации.

Экспериментальные исследования по определению характеристик процессов горения газового топлива (изобутан (CH3–CH(CH3)–CH3) – 72 %, бутан (CH3–CH2–CH2–CH3) – 22 %, пропан (С3Н8) – 6 %) в электрическом поле переменной напряженности позволили установить, что конструктивное решение обеспечивает повышение температуры жарочного настила на 39 %, теплоотдачи в 2 раза, коэффициента полезного действия на 22 %, снижение оксидов углерода на 31…36 %, расхода газового топлива на 26 % при приготовлении пищи.

Биография автора

Сергей Александрович Романчиков, Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева

кандидат технических наук, докторант

Литература

Романчиков С.А. Методика оценки возможностей полевых технических средств и технологического оборудования продовольственной службы // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 5. С. 103–107.

Романчиков С.А., Фитерер Д.В. Пути совершенствования технических средств продовольственной службы // Актуальные вопросы совершенствования системы технического обеспечения: сборник научных трудов всероссийской научно-практической конференции. Пермь: ПВИ войск национальной гвардии, 2017. С. 141–148.

Пьянков А.А., Белорозов М.С. Проблемные вопросы планирования и реализации мероприятий технического обеспечения Вооруженных Сил Российской Федерации в рамках государственной программы вооружения и пути их решения // Вооружение и экономика. 2016. № 4. С. 57–69.

Пьянков А.А. Основные проблемы планирования и управления развитием системы вооружения применительно к существующей системе технического обеспечения Вооруженных Сил // Вооружение и экономика. 2015. № 1. С. 23–34.

Амосова М.А., Антуфьев В.Т., Громцев С.А., Пурмал М.Я. Способы и методы повышения характеристик газового оборудования общественного питания // Процессы и аппараты пищевых производств. 2009. № 1. С. 12–22.

Громцев С.А., Антуфьев В.Т. Методы вепольного повышения эффективности тепловых аппаратов пищевой промышленности // Вестник Международной академии холода. 2010. № 4. С. 27–29.

Громцев С.А., Камбаров А.О. Способ вепольного регулирования процессов горения и теплоотдачи в тепловых установках и устройство для его осуществления: патент РФ № 5036130, 1993.

Третьяков П.К., Тупикин А.В., Зудов В.Н. Воздействие лазерным излучением и электрическим полем на горение углеводородовоздушных смесей // Физика горения и взрыва. 2009. T. 45. № 4. С. 77–85.

Рыхтиков В.С., Романчиков С.А. К вопросу о необходимости соблюдения мер безопасности при использовании бытовых газовых баллонов // Актуальные проблемы технических наук в России и за рубежом: сборник статей Международной научно-практической конференции. Уфа: Аэтерна, 2015. С. 52–56.

Макаров А.Н. Теория и практика теплообмена в электродуговых и факельных печах, топках, камерах сгорания. Ч. 1. Основы теории теплообмена излучением в печах и топках. Тверь: ТГТУ, 2007. 184 с.

Дудышев В.Д. Новая электроогневая технология – эффективный метод решения экологических и энергетических проблем // Экология и промышленность России. 1997. № 3. С. 23–28.

Кацевич Л.С. Теория теплопередачи и тепловые расчеты электрических печей. М.: Энергия, 1977. 304 с.

Дудышев В.Д. Способ интенсификации передачи энергии при теплообмене: патент РФ № 2157893, 2000.

Пурмал М.Я. Об интенсификации горения керосинового факела наложением электрического поля // Известия вузов. Энергетика. 1981. № 8. С. 110–112.

Невский А.С. Лучистый теплообмен в печах и топках. М.: Металлургия, 1997. 440 с.

Ключников А.Д., Иванцов Г.П. Теплопередача излучением в огнетехнических установках. М.: Энергия, 1970. 400 с.

Громцев С.А., Пурмал М.Я. Способ регулирования теплоотдачи в канальном газоходе тепловой установки и устройство для его осуществления: патент РФ № 2059159, 1996.

Дудышев В.Д. Новая электроогневая технология экологически чистого горения // Новая энергетика. 2003. № 1. С. 45–48.

Новая электроогневая технология экологически чистого горения // Заряд проект: энергия будущего. URL: zaryad.com/2011/04/15/novaya-elektroognevaya-tehnologiya-ekologicheski-chistogo-goreniya/.

Акт испытаний: протокол № 18. СПб.: ИТМО, 2014. 4 с.

Опубликован
2018-12-24
Выпуск
Раздел
Технические науки