Study of the infrared gas heaters characteristics under forced surface combustion modes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Experimental studies of the combustion process of natural gas and air mixtures have been carried out on laboratory models of a gas infrared heater (GIH) operating in forced surface combustion (FSC) modes. The combustion process took place near the surface of the plates made of heat-resistant metal alloy (Ni 25%, Al 6%, Fe base). The design of the GIH models and the FSC mode allowed the authors to implement the stable surface combustion modes in the range of values of the firing rate from 2.15 to 7.55 MW/m2 per unit cross-sectional area of the gas flow. The experiments were carried out on two models. Dimensions of the system of radiating plates of the first model are: width 78 mm; length 92 mm; and height from 110 to 250 mm. Dimensions of the radiating surface of the second model are: width 78 mm; length 92 mm; and height 403 mm. Combustion power in the models of the GIH varied in the range from 12 to 42.2 kW. The concentration of nitrogen oxides in the combustion products was less than 16 ppm and the concentration of carbon monoxide was less than 10 ppm at the values of the air-to-fuel equivalence ratio 1.5. The maximum temperature of the outer surface of the radiating plates was 1280 C. The coefficient of conversion of combustion energy into radiation energy for the model of the GIH with a height of 403 mm reached the values exceeding 40%.

About the authors

Nikolay Ya. Vasilik

N. N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vasnja@mail.ru

Candidate of Science in physics and mathematics, leading research scientist

Russian Federation, 4 Kosygin Str., Moscow 119991

Sergey V. Finyakov

N. N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: finykhov@mail.ru

Doctor of Science in physics and mathematics, chief research scientist

Russian Federation, 4 Kosygin Str., Moscow 119991

References

  1. Vasilik, N., and V. Shmelev. 2019. Stimulated surface combustion in infrared burners. 8th Conference (International) on Advances in Civil, Structural and Environmental Engineering Proceedings. Kuala Lumpur. 16–20. doi: 10.15224/978-1-63248-166-5-03.
  2. Vasilik, N. Ya., and V. M. Shmelev. 2020. Infrakrasnoe gorelochnoe ustroystvo na sisteme rekuperativnykh elementov [Infrared burner device on a system of recuperative elements]. Goren. Vzryv (Mosk.) — Combustion and Explosion 13(2):49–54.
  3. Vasilik, N. 2020. Infrared burner with increased firing rate and high surface temperature. 2nd E-Conference (International) on Advances in Engineering, Technology and Management Proceedings. Institute of Research Engineers and Doctors. 29–34. doi: 10.15224/978-1-63248-189-4-07.
  4. Vasilik, N. Ya., V. M. Shmelev, E. A. Krymov, and O. A. Skachkov. 2020. Sposob szhiganiya smesey goryuchego s gazoobraznym okislitelem i ustroystvo dlya ego osushchestvleniya [The method of burning fuel with a gaseous oxidizer and a device for its implementation]. Patent RF No. 2737266.
  5. Stamp, M., M. Titov, S. Linn, G. Kazarjan, and K. Turilova. 2007. Otchet Mezhdunarodnoy finansovoy korporatsii “Rukovodstvo po energoeffektivnomu oborudovaniyu: Gazovye infrakrasnye obogrevateli dlya promyshlennosti” [Report of the International Finance Corporation “Guide to energy efficient equipment: Gas infrared heaters for industry”]. Available at: http://www.ifc.org/russia/energyefficiency (accessed December 2007).
  6. Smucker, M. T., and J. L. Elzzey. 2004. Computational and experimental study of a two-section porous burner. Combust. Sci. Technol. 176:1171–1189.
  7. Vasilik, N. Ya., and A. A. Zakharov. 2020. Eksperimental’nye issledovaniya infrakrasnoy gorelki s poverkhnostnym rezhimom goreniya v oblasti vysokikh znacheniy udel’noy moshchnosti goreniya [Experimental studies of an infrared burner with a surface combustion mode in the region of high values of the specific combustion power]. Goren. Vzryv (Mosk.) — Combustion and Explosion 13(4):29–36.
  8. Gazovye energeticheskie sistemy [Gas energetic systems]. Spravochnik “Avtonomnoe gazosnabzhenie”. [Autonomous gas supply: Guide]. Available at: www.tgs.su/spravochnik-avtonomnoe-gazosnabzhenie.su (accessed August 15, 2021).
  9. Gazovyy infrakrasnyy izluchatel’. Rukovodstvo po ekspluatatsii [Gas infrared heater: User manual]. Available at: www.schwank.ru (accessed August 15, 2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

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».