Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Суднові енергетичні установки


Маринець Олександр Миколайович. Підвищення ефективності суднових енергетичних установок використанням аераційних плазмохімічних пристроїв : Дис... канд. наук: 05.08.05 - 2002.



Анотація до роботи:

Маринець О.М. Підвищення ефективності суднових енергетичних установок використанням аераційних плазмохімічних пристроїв.

Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.05 - суднові енергетичні установки. - Український державний морський технічний університет імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2002.

Ціллю дисертаційної роботи є комплексне поліпшення економічних, екологічних і експлуатаційних характеристик суднових газотурбінних двигунів і котлів застосуванням у їх камерах згоряння і топках аераційних плазмохімічних пристроїв, що забезпечують більш ефективне спалювання палив на режимах запуску і малих навантажень.

Поставлена ціль досягнута теоретико-експериментальним розв'язанням дослідних задач. Теоретично обгрунтовані й експериментально досліджені нові способи організації плазмохімічного горіння палива в СЕУ. Оцінено термодинамічну ефективність запропонованої концепції організації процесів горіння палив у СЕУ.

1. У дисертації подане нове рішення задачі підвищення ефективності спалювання палив на режимах запуску і малих навантажень суднових газотурбінних двигунів і котлів застосуванням у їх камерах згоряння і топках аераційних плазмохімічних пристроїв, які внаслідок багатофакторного прямого і побічного впливу на робочий процес забезпечують комплексне поліпшення економічних, екологічних і експлуатаційних характеристик СЕУ.

2. Обгрунтовано застосування в СЕУ принципово нових способів організації плазмохімічного горіння палива, для здійснення яких запропоновано використовувати плазмохімічні пристрої аксіального типу з периферійним підведенням палива й осьовим підведення плазми, що генерується в криволінійному електродуговому каналі, і коаксіального типу з периферійним підведенням плазми й осьовим підведення палива. Теоретично визначені конструктивні і режимні умови їх реалізації в суднових газотурбінних двигунах і котлах.

3. Вперше створені коаксіальний і криволінійний аксіальний плазмохімічні пристрої з газодинамічною стабілізацією горіння дуги. Експериментально визначені й у критеріальному вигляді узагальнені їх основні характеристики. У аксіальному пристрої забезпечена можливість генерування стаціонарного плазмового потоку в криволінійному каналі з кутом згину осі до 60. У коаксіальному пристрої в порівнянні з аксіальним енергоємність процесу генерування плазмохімічного факела знижена в 1,3-2,4 рази.

4. На підставі експериментальних даних, отриманих у модельних і натурних умовах, уточнені уявлення про фізичну модель факела аераційного плазмохімічного пристрою і його поширення в основному потоці камери згоряння. Як необхідна умова прояву ефекту інтенсифікації визначене безпосереднє контактування його первинно стабілізованої ділянки з зоною рециркуляції основної горючої суміші, а як найбільш доцільне рекомендоване його розташування в прифронтовій зоні камери згоряння.

5. Аераційні плазмохімічні пристрої в суднових газотурбінних камерах згоряння підвищують на 3-18 % коефіцієнт повноти згоряння палива, зменшують у 1,2-3,3 рази коефіцієнт нерівномірності поля температур, у 1,6-1,8 рази непрозорість і в 1,1-1,5 рази загальну токсичність продуктів згоряння в залежності від режимних параметрів. У суднових котельних топках вони збільшують коефіцієнт повноти згоряння палива на режимах часткових навантажень на 0,5-17,9 %, розширюють діапазон регулювання топки котла по витраті палива в 1,2-1,7 рази.

6. Реалізація запропонованої концепції організації процесів горіння палив у СЕУ підвищує їх термодинамічну ефективність. Розрахункове підвищення ККД нетто суднової ГТУ М25 складає 1,1-2,8 %, суднового допоміжного котла паровидатністю 2500 кг/год - 0,1-2,6 %. Очікувана сумарна економія палива при типових спектрах навантажень відповідно для транспортних і промислових суден знаходиться на рівні 88 т/рік у судновому двигуні типу ДИ59 і на рівні 4-10 т/рік у допоміжному котлі.

7. Практичне значення виконаних досліджень підтверджено дослідно-промисловою перевіркою плазмохімічних систем інтенсифікації горіння палив, розроблених і виготовлених при особистій участі автора за замовленням НВП "Машпроект" для газотурбінних двигунів і ВО "Зоря" для промислових котлів.

Основні результати дисертації опубліковані в наукових спеціальних виданнях:

1. Романовский Г.Ф., Маринец А.Н., Овсянников В.Н. Анализ процессов пуска судовых котлов и исследование системы плазменного воспламенения топлива на модельной топке котла // Судовое машиностроение: Сб. науч. тр. - Николаев: НКИ, 1987. - С. 53-61.

2. Исследование эмиссии оксидов азота плазмохимическими реакторами судовых энергетических установок / Г.Ф. Романовский, В.М. Горбов, А.Н.Маринец, Ю.А. Шаповалов // Динамика и прочность судовых машин: Сб. науч. тр. - Николаев: НКИ, 1987. - С.50-55.

3. Романовский Г.Ф., Сербин С.И., Маринец А.Н. Эрозионный износ электродных материалов при малых токах дуги плазмотрона // Динамика и прочность судовых машин: Сб. науч. тр. - Николаев: НКИ, 1988. - С. 26-29.

4. Сербин С.И., Маринец А.Н. Характер распространения продуктов плазмохимического реактора в камере сгорания судового ГТД // Судовое энергомашиностроение: Сб. науч. тр. - Николаев: НКИ, 1990. - С.27-33.

5. Сербин С.И., Золотой Ю.Г., Маринец А.Н. Использование голографической интерферометрии для визуализации неоднородностей плазменного воздушного потока // Судовые энергетические установки: Сб. науч. тр. - Николаев: НКИ, 1991. - С.68-73.

6. Романовский Г.Ф., Сербин С.И., Маринец А.Н. Применение плазмохимической интенсификации горения для повышения эффективности топливосжигающих устройств. - Энергетик, 1996, № 1. - С. 6-7.

7. Маринец А.Н. Исследование эффективности и выбор схемных решений подвода плазменного потока в плазмохимических устройствах // Зб. наук. пр. УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ, 1998, 7(355). - С.128-133.

8. Сербин С.И., Маринец А.Н. Изучение структуры факела плазмохимических продуктов методом голографической интерферометрии. // Зб. наук. пр. УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ, 2000, 1(367). - С.67-73.

Основні публікації, у яких додатково викладений зміст дисертації:

9. Некоторые исследования процесса горения натуральных топлив / Г.Ф.Романовский, И.Б.Матвеев, С.И.Сербин // Горение органического топлива: Материалы V Всесоюз. конф. - Новосибирск: ИТФ СО АН СССР. - Ч.2. - 1985. - С.167-171.

10. Маринец А. Н. Возможности практического применения систем плазменного сжигания топлив // Плазменное воспламенение и сжигание топлив: Тезисы докл. науч.-техн. конф. - Николаев, 1989. - С.24-26.

11. Источники питания для систем плазмохимической интенсификации горения / Г.Ф. Романовский, С.И. Сербин, В.Н. Овсянников, А.Н. Маринец. - Междунар. симп. по теоретической и прикладной плазмохимии. - Рига, 1991. - С. 355-357.

12. А.с. 1694950 СССР, МКИ F 01 N 3/08. Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания / Г.Ф. Романовский, С.И. Сербин, Ю.А. Шаповалов, А.Н. Маринец, Ю.Н. Сидельников. - Заявлено 20.10.88; Опубл. 30.11.91. - Бюл.44.

13. А.с. 1726090 СССР, МКИ В 21 D 7/12. Способ сжигания топлива / С.И.Сербин, Г.Ф.Романовский, А.Н.Маринец, И.А.Ратушняк. - 4713376/06. - Заявлено 03.07.89. - Опубл. 15.04.92. - Бюл.14.

14. А.с. 1793613 СССР, МКИ В 23 К 9/06. Источник тока для возбуждения и питания дуги / Г.Ф.Романовский, В.М.Рябенький, А.Н.Пусев, А.Н.Маринец. - 4720693/08. - Заявлено 26.003.88. - Опубл. 30.04.93. - Бюл.16.

15. Romanovsky G.F., Serbin S.T., Marinetz A.N., Ovsyannikov V.N. Plasma-chemical Intensification of the Working Process in a Heat Boiler. - 13-th Int. Symposium on Combustion Processes: - Poland. - Cracow, 1993. - p.36.

16. Патент № 3800. Україна. Джерело струму для збудження та живлення дуги. / Г.Ф.Романовский, С.И. Сербин, А.Н. Маринец. - Опубл. 27.12.94. - Бюл. № 6-1.

17. Маринец А.Н. Исследование нагарообразования в процессах плазмохимической интенсификации горения тяжелых топлив // Проблемы энергосбережения и экологии в судостроении: Тезисы докл. 1-й международной науч.-техн. конф. Николаев, 1996. - С.54-55.

18. Романовский Г.Ф., Сербин С.И., Маринец А.Н. Характеристики топки судового котла с системой плазмохимической интенсификации // Плазмотехнология-97: Сб. науч.тр. - Запорожье, 1997. - С.5-8.

Авторська участь у спільних публікаціях перебуває в аналізі проблем спалювання палив у суднових котлах [1]; обгрунтуванні вибору конструкційних матеріалів, умов і факторів іспитів [3]; виборі параметрів і аналізі схемних рішень технічних пропозицій [9,11-14,16], у постановці і проведенні експериментів, аналізі [1-6,15,18] і узагальненні [6,8,18] отриманих результатів.