Characteristics of microexplosive dispersion of gel fuel particles ignited in a high-temperature air medium

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

An experimental study of the characteristics of the processes occurring during the ignition and combustion of single particles (10 mg) of typical gel fuel in a high-temperature air environment was carried out using a software and hardware complex consisting of a high-speed video camera, LED spotlight. The group of fuel compositions is prepared on the basis of oil-filled cryogels without and with 30 %(wt.) addition of solid finely dispersed components (coal particles, Si, and Cu). Polyvinyl alcohol (PVA) was used as an organic polymer thickener (10 %(wt.) in an aqueous solution). Fuel compositions are characterized by microexplosive dispersion of particles under conditions of intense heating. By varying air temperature in the range of 600–1000 °C, the velocities of movement of fine fragments after microexplosive dispersion of a droplet of fuel melt were determined.

Авторлар туралы

Dmitrii Glushkov

National Research Tomsk Polytechnic University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: dmitriyog@tpu.ru

Candidate of Science in physics and mathematics, assistant professor, Heat Mass Transfer Laboratory

Ресей, Tomsk

Alexander Nigay

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: agn4@tpu.ru

Candidate of Science in physics and mathematics

Ресей, Tomsk

Kristina Paushkina

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: kkp1@tpu.ru

PhD student

Ресей, Tomsk

Andrey Pleshko

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: p.andrey12@mail.ru

PhD student

Ресей, Tomsk

Әдебиет тізімі

  1. Padwal, M. B., B. Natan, and D. P. Mishra. 2021. Gel propellants. Prog. Energ. Combust. 83:100885. doi: 10.1016/j.pecs.2020.100885.
  2. Ciezki, H. K., and K. W. Naumann. 2016. Some aspects on safety and environmental impact of the German green gel propulsion technology. Propell. Explos. Pyrot. 41(3):539– 547. doi: 10.1002/prep.201600039.
  3. Baek, G., and C. Kim. 2011. Rheological properties of Carbopol containing nanoparticles. J. Rheol. 55(2):313– 330. doi: 10.1122/1.3538092.
  4. Varma, M., and R. Pein. 2009. Optimisation of processing conditions for gel propellant production. Int. J. Energetic Materials Chemical Propulsion 8(6):501–513. doi: 10.1615/IntJEnergeticMaterialsChemProp.v8.i6.30.
  5. Fakhri, S., J. G. Lee, and R.A. Yetter. 2010. Effect of nozzle geometry on the atomization and spray characteristics of gelled-propellant simulants formed by two impinging jets. Atomization Spray. 20(12):1033–1046. doi: 10.1615/ atomizspr.v20.i12.20.
  6. Glushkov, D. O., A. G. Nigay, V. A. Yanovsky and O. S. Yashutina. 2019. Effects of the initial gel fuel temperature on the ignition mechanism and characteristics of oil-filled cryogel droplets in the high-temperature oxidizer medium. Energ. Fuel. 33(11):11812–11820. doi: 10.1021/acs.energyfuels.9b02300.
  7. Glushkov, D. O., G. V. Kuznetsov, A. G. Nigay, V. A. Yanovsky, and O. S. Yashutina. 2020. Ignition mechanism and characteristics of gel fuels based on oil-free and oil-filled cryogels with fine coal particles. Powder Technol. 360:65–79. doi: 10.1016/j.powtec.2019.09.081.
  8. Vershinina, K. Y., G. S. Nyashina, V. V. Dorokhov, and N. E. Shlegel. 2019. The prospects of burning coal and oil processing waste in slurry, gel, and solid state. Appl. Therm. Eng. 156:51–62. doi: 10.1016/j.applthermaleng. 2019.04.035.
  9. Dreizin, E. L. 2009. Metal-based reactive nanomaterials. Prog. Energ. Combust. 35(2):141–167. doi: 10.1016/ j.pecs.2008.09.001.
  10. Maggi, F., S. Dossi, C. Paravan, et al. 2015. Activated aluminum powders for space propulsion. Powder Technol. 270(Part A):46–52. doi: 10.1016/j.powtec.2014.09.048.
  11. Sundaram, D., V. Yang, and R. A. Yetter. 2017. Metalbased nanoenergetic materials: Synthesis, properties, and applications. Prog. Energ. Combust. 61:293–365. doi: 10.1016/j.pecs. 2017.02.002.
  12. Pinchuk, V. A., and A. V. Kuzmin. 2020. The effect of the addition of TiO2 nanoparticles to coal–water fuel on its thermophysical properties and combustion parameters. Fuel 267:117220. doi: 10.1016/j.fuel.2020.117220.
  13. Glushkov, D. O., K. K. Paushkina, A. O. Pleshko, V. S. Vysokomorny. 2022. Characteristics of microexplosive dispersion of gel fuel particles ignited in 10.1016/j.fuel.2021.123024.
  14. Vershinina, K. Y., D. O. Glushkov, A. G. Nigay, V. A. Yanovsky and O. S. Yashutina. 2019. Oil-filled cryogels: New approach for storage and utilization of liquid combustible wastes. Ind. Eng. Chem. Res. 58(16):6830– 6840. doi: 10.1021/acs.iecr.9b00580.
  15. Glushkov, D. O., A. O. Pleshko, and O. S. Yashutina. 2020. Influence of heating intensity and size of gel fuel droplets on ignition characteristics. Int. J. Heat Mass Tran. 156:119895. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer. 2020.119895.
  16. Glushkov, D. O., D. V. Feoktistov, G. V. Kuznetsov, K. A. Batishcheva, T. Kudelova and K. K. Paushki- na. 2020. Conditions and characteristics of droplets breakup for industrial waste-derived fuel suspensions ignited in high-temperature air. Fuel 265:116915. doi: 10.1016/j.fuel.2019.116915.
  17. Pinchuk, V. A., and T. A. Sharabura. 2015. Physical and chemical transformations under the thermal action on coal–water fuel made of low-grade coal. Metall. Min. Ind. 7(6):623–628.
  18. Pinchuk, V. 2018. The main regularities of ignition and combustion of coal-water fuels produced from fat, non-baking coal and anthracite. Int. J. Engineering Research Africa 38:67–78. doi: 10.4028/ href='www.scientific' target='_blank'>www.scientific. net/JERA.38.67.
  19. GOST 20799-88. 2005. Masla industrial’nye. Tekhnicheskie usloviya [Industrial oils. Specifications]. Moscow: Standardinforn. 7 p.
  20. Gazpromneft motor oils. 2022. Pasport bezopasnosti khimicheskoy produktsii. Industrial’noe maslo bez dobavok I-40A [The material safety data sheet of chemical products. Industrial oil without additives I-40A]. 46 p. Available at: https://gazpromneft-oil.ru/en#/ product/1609/tab/certi¦cate (accessed June 28, 2022).
  21. Glushkov, D. O., G. V. Kuznetsov, A. G. Nigay, and V. A. Yanovsky. 2020. Influence of gellant and dragreducing agent on the ignition characteristics of typical liquid hydrocarbon fuels. Acta Astronaut. 177:66–79. doi: 10.1016/j.actaastro.2020.07.018.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».