В Томском политехническом университете создали стенд, который позволяет проводить экспресс-испытания жидких и модифицированных угольных топлив в три раза быстрее и с меньшими финансовыми затратами. Разработка основана на технологиях пылевидного и поточного сжигания. Этот проект получил поддержку в рамках федеральной программы «Приоритет-2030», входящей в национальный проект «Молодежь и дети» при Минобрнауки».
Пилотный стенд был установлен на площадке Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики. Он включает в себя камеру сгорания объемом 50 литров, а также системы визуализации процесса горения топлива, измерения температуры, отбора газообразных продуктов сгорания, летучей золы и сажи.
«Аналогичные системы уже применяются в различных научных институтах и организациях. Однако наш стенд отличается своей компактностью. Это позволяет проводить оперативные испытания, не требующие существенных временных и денежных ресурсов на нагрев камеры сгорания и другого тепломеханического оборудования. Так, один эксперимент на нашей установке занимает два часа, в то время как проведение сопоставимого исследования на полноразмерном оборудовании может потребовать от шести часов до нескольких дней», — отмечает доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ТПУ Кирилл Ларионов.
На данном оборудовании возможно проведение исследований горения твёрдого топлива (угля) с использованием технологии пылевидного сжигания. Эта технология включает измельчение топлива до состояния мелкодисперсного порошка с частицами размером не менее 1 миллиметра и последующую подачу в котел вместе с первичным воздухом. Благодаря этому, процессы сжигания топлива можно изучать с высокой степенью точности.
На стенде также возможно проведение испытаний жидких топлив, включая дизельное топливо, отработанное масло, биотопливо из отходов и другие подобные виды. Исследование осуществляется методом поточного сжигания, который заключается в постоянной подаче топлива и воздуха в зону горения. Продукты сгорания при этом непрерывно удаляются.
При работе стенда расходуется до 50 грамм угольной пыли в минуту. Температура в камере сгорания достигает 1100 °С. Стенд предназначен для работы в непрерывном режиме. Автоматизированные устройства обеспечивают управление всеми системами установки.
«На стенде, установленном в ТПУ, была проведена серия экспериментальных работ. В рамках сотрудничества с одним из промышленных партнеров мы протестировали модификатор горения твердого топлива (угля) с целью уменьшения выбросов СО и сажи. Полученные в ходе экспериментов результаты продемонстрировали высокую степень соответствия, что позволило минимизировать процент погрешности», — добавляет Кирилл Ларионов.
Топливный стенд, помимо натурных испытаний, предоставляет возможность изучения работы форсунок, а также режимов и эффективности горения.
Материалы и изображения любезно предоставлены пресс-службой Томского политехнического университета