Отправить статью по E-mail Характеристики микровзрывного диспергирования частиц гелеобразного топлива при зажигании в высокотемпературной воздушной среде
- Авторы: Глушков Д.O.1, Нигай А.G.1, Паушкина К.K.1, Плешко А.O.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Томский политехнический университет
- Выпуск: Том 15, № 3 (2022)
- Страницы: 35-45
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/2305-9117/article/view/286546
- DOI: https://doi.org/10.30826/CE22150304
- EDN: https://elibrary.ru/ICBNRC
- ID: 286546
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Выполнено экспериментальное исследование зажигания и горения группы составов гелеобразных топлив, в том числе с добавлением мелкодисперсных частиц металлов и неметаллов, в условиях диспергирования капли расплава топлива при интенсивном нагреве в высокотемпературной среде неподвижного газообразного окислителя. Группа упруго деформируемых составов гелеобразных топлив приготовлена на основе маслонаполненных криогелей с добавлением 30%(масс.) мелкодисперсных частиц (углеродистых, Si, Cu) и без них. В условиях лучистого нагрева при температурах окислителя 600–1000 °C установлено устойчивое зажигание топлива при протекании процесса диспергирования, оказывающего положительное влияние на интенсивность выгорания горючих компонентов топлива. Для исследовавшихся топливных составов установлены времена задержки зажигания частиц начальной массой 10 мг и средние скорости движения мелкодисперсных фрагментов, разлетающихся при диспергировании капель расплава топлива.
Об авторах
Д. Глушков
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitriyog@tpu.ru
кандидат физико-математических наук, доцент
Россия, ТомскА. Нигай
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: agn4@tpu.ru
кандидат физико-математических наук
Россия, ТомскК. Паушкина
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: kkp1@tpu.ru
аспирант
Россия, ТомскА. Плешко
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: p.andrey12@mail.ru
аспирант
Россия, ТомскСписок литературы
- Padwal M. B., Natan B., Mishra D. P. Gel propellants // Prog. Energ. Combust., 2021. Vol. 83. P. 100885. doi: 10.1016/j.pecs.2020.100885.
- Ciezki H. K., Naumann K. W. Some aspects on safety and environmental impact of the German green gel propulsion technology // Propell. Explos. Pyrot., 2016. Vol. 41. No. 3. P. 539–547. doi: 10.1002/prep.201600039.
- Baek G., Kim C. Rheological properties of Carbopol containing nanoparticles // J. Rheol., 2011. Vol. 55. No. 2. P. 313–330. doi: 10.1122/1.3538092.
- Varma M., Pein R. Optimisation of processing conditions for gel propellant production // Int. J. Energetic Materials Chemical Propulsion, 2009. Vol. 8. No. 6. P. 501–513. doi: 10.1615/IntJEnergeticMaterialsChemProp.v8.i6.30.
- Fakhri S., Lee J. G., Yetter R. A. 2010. Effect of nozzle geometry on the atomization and spray characteristics of gelled-propellant simulants formed by two impinging jets // Atomization Spray., 2010. Vol. 20. No. 12. P. 1033–1046. doi: 10.1615/atomizspr.v20.i12.20.
- Glushkov D. O., Nigay A. G., Yanovsky V. A., Yashutina O. S. Effects of the initial gel fuel temperature on the ignition mechanism and characteristics of oil-filled cryogel droplets in the high-temperature oxidizer medium // En- erg. Fuel., 2019. Vol. 33. No. 11. P. 11812–11820. doi: 10.1021/acs.energyfuels.9b02300.
- Glushkov D. O., Kuznetsov G. V., Nigay A. G., Yanovsky V. A., Yashutina O. S. Ignition mechanism and characteristics of gel fuels based on oil-free and oil-filled cryogels with fine coal particles // Powder Technol., 2020. Vol. 360. P. 65–79. doi: 10.1016/j.powtec.2019.09.081.
- Vershinina K. Y., Nyashina G. S., Dorokhov V. V., Shlegel N. E. The prospects of burning coal and oil processing waste in slurry, gel, and solid state // Appl. Therm. Eng., 2019. Vol. 156. P. 51–62. doi: 10.1016/ j.applthermaleng.2019.04.035.
- Dreizin E. L. Metal-based reactive nanomaterials // Prog. Energ. Combust., 2009. Vol. 35. No. 2. P. 141–167. doi: 10.1016/J.PECS.2008.09.001.
- Maggi F., Dossi S., Paravan C., et al. Activated aluminum powders for space propulsion // Powder Technol., 2015. Vol. 270. Part A. P. 46–52. doi: 10.1016/j.powtec. 2014.09.048.
- Sundaram D., Yang V., Yetter R. A. Metal-based nanoenergetic materials: Synthesis, properties, and applications // Prog. Energ. Combust., 2017. Vol. 61. P. 293–365. doi: 10.1016/j.pecs.2017.02.002.
- Pinchuk V. A., Kuzmin A. V. The effect of the addition of TiO2 nanoparticles to coal–water fuel on its thermophysical properties and combustion parameters // Fuel, 2020. Vol. 267. P. 117220. doi: 10.1016/j.fuel.2020.117220.
- Glushkov D. O., Paushkina K. K., Pleshko A. O., Vysokomorny V. S. Characteristics of micro-explosive dispersion of gel fuel particles ignited in a high-temperature air medium // Fuel, 2022. Vol. 313. P. 123024. doi: 10.1016/j.fuel.2021.123024.
- Vershinina K. Y., Glushkov D. O., Nigay A. G., Yanovsky V. A., Yashutina O. S. Oil-filled cryogels: New approach for storage and utilization of liquid combustible wastes // Ind. Eng. Chem. Res., 2019. Vol. 58. No. 16. P. 6830–6840. doi: 10.1021/acs.iecr.9b00580.
- Glushkov D. O., Pleshko A. O., Yashutina O. S. Influence of heating intensity and size of gel fuel droplets on ignition characteristics // Int. J. Heat Mass Tran., 2020. Vol. 156. P. 119895. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119895.
- Glushkov D. O., Feoktistov D. V., Kuznetsov G. V., Batishcheva K. A., Kudelova T., Paushkina K. K. Conditions and characteristics of droplets breakup for industrial waste-derived fuel suspensions ignited in high- temperature air // Fuel, 2020. Vol. 265. P. 116915. doi: 10.1016/j.fuel.2019.116915.
- Пинчук В. А., Шарабура Т. А. Физико-химические превращения при термическом воздействии на водоугольное топливо, приготовленное из низкосортных углей // Металлургическая и горнорудная промышленность, 2014. № 4(289). C. 95–98).
-
Pinchuk V. The main regularities of ignition and combustion of coal–water fuels produced from fat, non-baking coal and anthracite // Int. J. Engineering Research Africa, 2018. Vol. 38. P. 67–78. doi: 10.4028/
- ГОСТ 20799-88. Масла индустриальные. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2005. 7 с.
- Газпромнефть. Паспорт безопасности химической продукции. Индустриальное масло без добавок И-40А, 2022. 46 с. https://gazpromneft- oil.ru/en#/product/ 1609/tab/certifcate
- Glushkov D. O., Kuznetsov G. V., Nigay A. G., Yanovsky V. A. Influence of gellant and drag-reducing agent on the ignition characteristics of typical liquid hydrocarbon fuels // Acta Astronaut., 2020. Vol. 177. P. 66–79. doi: 10.1016/j.actaastro.2020.07.018.
Дополнительные файлы
