Моделирование нестационарных процессов в аппаратах пульсирующего горения и исследование их влияния на экологические характеристики тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

ТЕРЕЩЕНКО Михаил Александрович

МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ

В АППАРАТАХ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ВЛИЯНИЯ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Специальности: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая

теплотехника 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 2009

003460824

Работа выполнена в ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Мозговой Николай Васильевич

Научный консультант

доктор технических наук, доцент

Быченок Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент

Кретинин Александр Валентинович;

Ведущая организация

кандидат технических наук, доцент

Санников Александр Васильевич

ОАО «Конструкторское бюро "Химавтоматика"», г. Воронеж

Защита состоится « 19 » февраля 2009 г. в 12°° часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.05 ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Автореферат разослан января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ' * У Бараков A.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие теплогенерирующих устройств, в которых реализуется стационарный процесс горения, достигло своего совершенства, поэтому улучшение их стоимостных и массогабаритных характеристик достигло стадии насыщения. Однако стоит отметить, что радикальное улучшение экологических показателей чрезвычайно затруднительно и ведет к значительному удорожанию таких устройств, либо достигается путем уменьшения нагрузки на горелочное устройство. Перспективным направлением является использование в теплогенерирующих установках процессов пульсирующего горения, реализуемых в аппаратах пульсирующего горения (АПГ). В частности, возможно использование АПГ с применением водорода или метана в качестве топлива. Такой подход позволит обеспечить максимальную полноту сгорания топлива и существенно снизить количество вредных выбросов.

Однако в литературе приводятся только экспериментальные данные по выбросу вредных веществ в окружающую среду в процессе сгорания топлива в АПГ. Попытке теоретической оценки экологичности аппаратов пульсирующего горения посвящена данная работа, поэтому она является актуальной.

Диссертационная работа выполнялась в рамках научного направления «Физико-технические проблемы энергетики и экологии», темы ГБ.07.35 (№ государственной регистрации 01.2.00707556) ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является изучение влияния процесса пульсации в камерах сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном на экологические характеристики продуктов сгорания водорода и углеводородного топлива в воздухе.

Для достижения сформулированной цели поставлены следующие задачи исследования:

-разработка методики расчета термодинамических параметров продуктов сгорания в зависимости от коэффициента избытка воздуха;

-анализ методов расчета содержания оксидов азота в продуктах сгорания водорода и углеводородного топлива в воздухе;

-математическое моделирование нестационарных процессов в камере сгорания АПГ учитывающих влияние колебательных процессов на образование оксидов азота;

-разработка методики расчета выбросов оксидов азота АПГ и оценка их экологичности.

Научная новизна.

В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

-аппроксимационные полиномы термодинамических параметров

продуктов сгорания водорода, метана и дизельного топлива в воздухе, отличающиеся учетом широкого спектра экспериментальных данных;

- методика и алгоритм расчета выхода оксидов азота из АПГ с аэродинамическим клапаном, отличающиеся учетом неравновесности процессов и позволяющие оценить их экологические характеристики;

-теоретические результаты по выходу оксидов азота, отличающиеся учетом влияния колебательных процессов и характеризующиеся высокой точностью совпадения с экспериментальными результатами других авторов;

-расчет геометрии АПГ, отличающийся использованием в них водорода и метана в качестве топлива.

Практическая значимость работы. Предложенная в работе методика теоретических расчетов концентрации оксида азота в продуктах сгорания водорода, метана и дизельного топлива в воздухе позволяет оценить экологичность аппаратов пульсирующего горения на стадии проектирования. Полученные результаты позволяют оценить влияние геометрических параметров АПГ на загрязнение окружающей среды.

Достоверность и обоснованность. Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных методов исследования процессов горения и тепломассопе- 1 реноса, сопоставлением результатов физического и математического моделирования, подтверждается удовлетворительным согласованием полученных зависимостей и расчетных значений с экспериментальными данными и результатами других авторов.

Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования докладывались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергосбережения» (Воронеж, 2005); Международной конференции «Проблемы экологии: наука, промышленность, образование» (Белгород, 2006); IV научно-технической конференции «Компьютерные технологии автоматизированного проектирования систем машиностроения и аэрокосмической техники» (Воронеж, 2007); IX Международной научно-технической конференции «Авиакосмические технологии «АКТ-2008» (Воронеж, 2008).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 - издании, рекомендованном ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1,4, 5, 6, 7] - разработка и анализ схем применения аппаратов пульсирующего горения, [2, 9] - разработка методики расчета термодинамических параметров продуктов сгорания водорода и метана, [3, 8] - разработка механизма и анализа влияния процессов пульсации на выход оксидов азота.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 107 наименований. Основная часть работы изложена на 121 странице, содержит 65 рисунков и 13 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе приводится обзор литературы по теме диссертации. Проводится анализ преимущества и недостатков установок на основе аппаратов пульсирующего горения. Приводятся некоторые возможные схемы установок, в которых успешно реализуется процесс пульсирующего горения. Рассмотрены различные типы этих установок и указаны наиболее перспективные области применения. Проводится анализ выбросов различных загрязняющих веществ, образующихся при сжигании углеводородного топлива и подробно рассмотрены разработанные другими авторами механизмы образования оксидов азота в продуктах сгорания топлива. На основе анализа публикаций по состоянию проблемы сделаны следующие выводы:

-АПГ имеют существенные преимущества по отношению к аппаратам стационарного сжигания топлива. КПД аппаратов такого типа значительно выше.

-АПГ с аэродинамическим клапаном имеют неоспоримое преимущество перед аппаратами с механическим клапаном, который, находясь в зоне высоких температур, подвергается повышенной нагрузке и вследствие чего быстро выходит из строя.

-Экологические показатели аппаратов пульсирующего горения приводятся как факт, но не рассматривается механизм образования вредных выбросов внутри камеры сгорания этих аппаратов.

Во второй главе выполнены расчеты зависимости термодинамических параметров продуктов сгорания водорода и метана в воздухе от коэффициента избытка воздуха.

Для определения калориметрической температуры продуктов сгорания при стехиометрическом соотношении компонентов топлива использовано уравнение теплового баланса

£/■/, '= 8н:ч ■ С"'-" ■ (Тт. - Т„)+ ■ Ср2 (Г„, - 7 „),

(1)

откуда

АТ=Т-Т

8Н2 г

(2)

ПС

их

«ил - Ср-

где£, - массовые расходы компонента, кг/с; С'р - средняя массовая изобарная теплоемкость, кДж/кг-°С.

При условии обогащенной смеси (а < 1) в продуктах сгорания будет содержаться несгоревший водород и уравнение теплового баланса для этого случая примет вид

£ я'Г = (й// 2„ " С~р 2° + ? «, ' 2 + 8 "ес"'г н 2 ■ (Г"2 )• Д Г . (3)

Из (3), выражение для температуры горения будет иметь вид А7- = (0,029-сг-Хь-г^ЛЫ-а-Хь С " 2° +0.7Ь$аХоС р 2 +(¡-0,029 .а-х0)Ср2 | '(4) _ сгор несгор

где gн ' , г - массовые расходы, соответственно, сгоревшего и несго-

ревшего водорода.

При условии обедненной смеси ("а > П в продуктах сгорания будет содержаться избыточный кислород, который не вступил в реакцию с водородом и выбрасывается вместе с продуктами сгорания. Уравнение теплового баланса и выражение для определения температуры горения будут иметь вид

ён-г^н2оГ(Т■ф+^Щг-, (5)

где °Р - массовые расходы несгоревшего кислорода;

АТ =——-^-— • (6)

9-СР2°+ 0,768-а-Хо- ^ + (0,232• а-хо - В)-С°р' Расчет процесса горения метана в воздухе ведется аналогичным способом. Уравнение теплового баланса процесса горения метана в воздухе при коэффициенте избытка окислителя а > 1 будет иметь вид

г, н, ■ = (ёсо, ■ сТ- + 8„/} ■ с?» +** ■ ср + ■ с *) ■ АТ, (7)

откуда

Л7' = Тт-Тю=-=-^-(8)

• ф + 8ир • с?" + е„г ■ с* + ^ ■ с'гк-

Уравнение теплового баланса при а <1:

С""■' = (2са 'СС,Г + Ен<> ■ С"'' + Яаг, 'Ср + • С(РН*)■ ДТ. (9)

сгор несгор

где ёсН;' £ст/„ ' масс<>вые расходы, соответственно, сгоревшего и несго-ревшего метана.

После преобразований получим выражение для зависимости температуры продуктов сгорания от коэффициента избытка окислителя.

АТ =

а-г (10)

2,75 -а-СС°2 + 2,25 • а ■ + 0,768 •«• - С.г + (1 - а)С

-р ' и>'1,и " ЛО р V ^ г-'р

Для расчета зависимости температуры продуктов сгорания от коэф-

фициента избытка воздуха получена зависимость удельной изобарной теплоемкости компонентов от температуры с учетом диссоциации воды. Используя уравнения (2),(4),(6),(8),(10) были выполнены расчеты температур продуктов сгорания, результаты которых представлены на рис. 1 и 2.

водорода в воздухе от коэффициента избыт- метана в воздухе от коэффициента избытка ка окислителя окислителя

Важнейшими характеристиками горения являются такие параметры продуктов сгорания, как работоспособность (Л7), плотность и скорость звука, поэтому был произведен расчет этих зависимостей, и с помощью электронных таблиц Excel MS Office были получены аппроксимационные полиномы (табл. 1).

Таблица 1

Аппроксимационные полиномы термодинамических функций

Функция Аппроксимационный полином для а < 1 Аппроксимационный полином для а > 1 Единицы измерения

Rf' =/(а) у = 6184634,88х" - 21361401,05х5 + 29105119,83х4 - 19983411,69х' + 7537848,31х2 - 1824385.26х + + 1177096,82 у = 5220,50х"- 76103,77х' + 465388,84х4 - 1546814,68х' + 3025147,99х2 - 3526999,89х + +2489670,60 кДж/кг

RTCH' = f(a) у = -П74508,94х''+ 5095231,83х' - 9053774,09х4 + 8570063,93х5 -4767978,04х2 + 1690090,ЗОх + +292017,23 у = 16331,47х' - 207858,08х' + 11 10231,64х4 - 3234760,46х' + 5576627,17х2 - 5694102,72х + +3084696,55 кДж/кг

у = 5038,23х6- 17397,46х5 + 23694,04х4- 16253,26х' + 6115,37х2 - -1469,29х+ 1307,15 у = 25,75х'' - 296,47х5 + 1398,92х4 - 3492,27х' + 4967,96х2 -4089,28х + +2520,14 м/с

II у = -1277,51357х" + 5199,65709х> - 8751,177х" + 7920,25674х'-4252,608х2 + 1467,49143х + +607,6191 у = 6,648х(> - 84,589xs + 453,759х4 - 1345,598х' + 2445,174х2-2856,052х + +2294,401 м/с

и у--0,895х" + 3,077х' -4,1512х4 + 2,7851х' -0,9918х2 + 0,2149х + 0,0823 у = 0,00|45х"-0,01633х> + 0,07400х4 - 0,17041 х' + 0,20060х2 - 0,02525х + +0,05718 кг/м'

у -- 1,19784х''- 4,94445х' + 8,32098х" - 7,35245х' + 3,67466х2 - 1,057Пх + +0,31612 у = -5,029 I0-"V' + 7,097 10-03х' - 3,904-10-"V + 9,672'10-"V-8,877' lO'V + 1,897 10""х -9,657I04" кг/м'

При этом величина достоверности аппроксимации была в пределах 0,98-0,99. На основе полученных данных были построены графики зависи-

мостей работоспособности, 'плотности и скорости звука от коэффициента избытка окислителя в интервале значений от 0,1 до 3 (рис. 3 - 8).

Рис.3. Зависимость работоспособности продуктов сгорания водорода в воздухе от коэффициента избытка окислителя

Рис.5 Зависимость скорости звука в продуктах сгорания водорода в воздухе от коэффициента избытка окислителя

Р кг'мЭ

Рис.7. Зависимость плотности продуктов сгорания водорода в воздухе от коэффициента избытка окислителя

Рис.4. Зависимость работоспособности продуктов сгорания метана в воздухе от коэффициента избытка окислителя

Рис.6. Зависимость скорости звука в продуктах сгорания метана в воздухе от коэффициента избытка окислителя

0.3

0.3 0.2

3 0,5 1 1.5 2 2 5 3

Рис.8. Зависимость плотности продуктов сгорания метана в воздухе от коэффициента избытка окислителя

В третьей главе представлен анализ механизмов образования оксидов азота, произведены расчеты и оценки образования оксидов азота при стационарном горении водорода и метана в воздухе при условии достижения состояния равновесия.

Кинетика процесса образования «термических» оксидов азота при горении водорода и метана в воздухе представляется в виде выражения

& т>

с/г

- к|С д, С(и

к 2 [С М ] •

(П)

где С

N0

Сы , Сп - концентрация оксида азота, азота и кислорода соот-

ветственно; к|, к2 - константы прямой и обратной химических реакций.

У разных авторов значения констант реакций различны. В работах

Ю.С. Ходакова для расчета концентрации «термических» оксидов азота предложены следующие выражения

1,1-10'

к, = '",-И- ехр(- 564300/ ЛГ), к2 = -^=ехр(- 384560/ Л'/"),

где £,=564,3 кДж/моль, а для обратной £2=384,56 кДж/моль.

ПК,

(12)

Учитывая что

г - т°-= КГ

т,-

т, =тг+т„,

(Ш.и ату

ИГ Рва л)

получаем следующие зависи-

мости для концентраций молекулярного кислорода и азота: 0.232 ■ а ■ Хо г 0,768 ■ а ■ Ха

С,

о2

1 . +

1

(13)

^ ¿//ЛЛ/

Рг

С//ЛЛ/

Р иоЮ

л ати

Рг

а ■ Ха

ит.и Р пил)

Результаты расчета выхода «термических» оксидов азота при условии, что в камере сгорания достигается состояние равновесия, представлены на рис. 9-10.

С N0. ..... . -------------------------- |

0 005 -.......——^ ......-1 1 1 "

»ООО '500 2 ООО 2500

Рис. 9. Зависимость равновесной концентрации «термических» оксидов азота от температуры при горении водорода в воздухе с использованием знамений Ю.С. Ходакова

1000 1200 1400 1600 1ВОО 2000 2200 2400 |

Рис.10. Зависимость равновесной концентрации «термических» оксидов азота от температуры при горении метана в воздухе с использованием значений Ю.С. Ходакова

Дифференциальное уравнение (11) можно решить также численным методом Рунге-Кутта четвертого порядка с постоянным шагом.

Результаты численного решения (11) представлены в табл. 2-4. Где г - это время достижения состояния равновесия, а ,кг/м3 - концентрация «термических» оксидов азота при достижении состояния равновесия.

Таблица 2

а 0,3 0,5 0,7 0,9 1 1,1 1,2 1,5 2 2,5 3

г, с 4400 7,14 0,488 0.097 0,055 0,18 0,699 19,36 9330 2,1x10' 3x10"

С м; ,кг/м' 0,0015 0,0065 0,0127 0,0187 0,0217 0,0173 0,0139 0,0072 0,0025 0,0009 0,0003

Таблица 3

Процесс горения метана в воздухе_

а 0,2 0,4 0,6 0,8 0,9 1 1,05 1,1 1,2 1,4 1,6

т, с 4,6x105 298,4 9,8 2,874 1,638 1,09 5,3 17,9 458,2 2,7x105 2,4x10"

С т ,кг/м3 0,0009 0,0047 0,0087 0,0122 0,0137 0,0150 0,0114 0,0086 0,0049 0,0014 0,0004

Таблица 4

Процесс горения смеси дизельного топлива и воздуха _

а 0,4 0,6 0,8 1 1,1 1.3 1,5 1,7 1,9 2,1

Время, с 1,1 хЮ'' 166,4 1,408 0,52 0,9 9,96 188,8 3808 35100 409000

с , кг/м' хо 0,00035 0,00636 0,01679 0,01965 0,01798 0,01123 0,00635 0,00369 0,00242 0,00150

Результаты численного решения дифференциального уравнения (11) удовлетворительно совпадают с результатами расчетов равновесной концентрации «термических» оксидов азота, выполненными с использованием экспериментальных коэффициентов И.Я. Сигала (рис. 11)._

N0. кг/м' ' 0,035

0,03

0,025

0,02

0,015

0,01

0,005

0

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200............,240.0.

Рис. 11. Равновесные концентрации «термических» N0 Из результатов экспериментального исследования аппаратов пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном следует, что время пребывания продуктов сгорания в камере сгорания составляет от 7 до 20 мс. Как следует из табл. 2 - 4, время достижения равновесной концентрации существенно выше, и поэтому можно с уверенностью констатировать, что в камере сгорания аппаратов пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном равновесные концентрации продуктов сгорания достигаться не будут.

На основании решения уравнения (II) построены графики образования «термических» оксидов азота в камере сгорания (рис. 12).

Начальные участки кривых 1, которые описывают протекание процессов образования оксидов азота, могут быть заменены на прямые 2, проходящие через начало координат. Для учета неравновесности процесса образования N0 в аппаратах пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном была предложена схема упрощения решения уравнения Зельдовича путем замены начальных участков кривой линейной функцией у = А - г . Коэффициент А является функцией а и зависит от вида топлива. По физическому смыслу это скорость образования оксидов азота при заданном виде топлива и соотношении компонентов горючей смеси.

В результате численного решения уравнения Зельдовича были получены функции А = _/{а) для трех видов горючего - водорода, метана и дизельного топлива в виде аппроксимационных полиномов.

Алгоритм расчета концентрации оксида азота в камере сгорания АПГ состоит в следующем:

-разбиваем период пребывания компонентов топлива в камере сгорания на п частей. Каждой части соответствует временной интервал Аг . Для уменьшения погрешности принимаем Дг на два порядка меньше, чем период колебаний;

-на каждом участке принимаем, что значение функции А=Ла) является постоянным и соответствует значению в начале этого участка (А/);

-вычисляем количество N0, образовавшееся на этом временном интервале, по формуле АСШ = А, -Ат, где АСШ - количество оксида азота, образовавшегося за временной интервал Дг .

Таким образом, получаем «мгновенную» концентрацию оксида азота в камере сгорания, т.е. концентрацию образующегося оксида азота в дан-

ный момент времени при данных параметрах в камере сгорания, а так же средний выход оксидов азота.

На основе полученных результатов можно прогнозировать теоретический выход «термических» оксидов азота в зависимости от коэффициента избытка окислителя или от температуры с учетом неравновесности.

«Быстрые» оксиды азота. Так как теоретических методик расчета концентрации «быстрых» оксидов азота нет, то разные авторы для их оценки используют результаты обработки экспериментальных данных. По этим обработанным данным построен график процесса образования «промоти-рованного» оксида азота в метановоздушных топливных композициях (рис.

На основании представленного графика зависимости был получен аппроксимационный полином для расчета выхода «быстрых» оксидов азота.

Из-за особенностей выбранных топлив, образование N0 из закиси азота и «топливного» оксида азота в работе не рассматривалось.

В четвертой главе выполнен анализ влияния пульсаций в камере сгорания АПГ на колебание значения коэффициента избытка воздуха.

По экспериментальным исследованиям камер пульсирующего горения, наблюдается снижение образования оксидов азота. Однако нигде подробно не анализируются причины.

Для анализа образования оксидов азота с учетом влияния колебательного процесса, прежде всего необходимо рассмотреть изменение коэффициента избытка воздуха в камере АПГ. Для этого рассмотрим схему, в которой камера сгорания вместе с резонансной трубой образует резонатор Гельмгольца. Проточный канал АПГ с аэродинамическим клапаном не отвечает полностью модели резонатора Гельмгольца, так как камера сгорания, кроме колеблющейся массы газа в резонансной трубе, имеет еще присоединенную массу газа в аэродинамическом клапане. Поэтому должна рассматриваться задача о нахождении параметров модифицированного ре-

!зонатора Гельмгольца с двумя присоединенными массами (рис.14). | За основу принят подход, реализующий модель с сосредоточенными

' параметрами с использованием системы координат Эйлера.

Ра'А

мх

Рг'Я

М,

Ра'/:2

Х\

Рис. 14. Модель резонатора Гельмгольца с сосредоточенными параметрами в системе координат Эйлера

На рис. 14 приняты следующие обозначения: М: = , М-, - Рг./^т " эквивалентные массы, сосредоточенные в резонансной трубе и клапане; р,, р2 - плотность газа в аэродинамическом клапане и резонансной трубе; /|и /2,/2- площадь сечения и длинна аэродинамического клапана и резонансной трубы, соответственно; Ра,Р1>Р2 - атмосферное

давление и давления действующие на эквивалентные массы. Учитывая, что

= , = М2Х2 , записывается система уравнений движения

(14)

М |х| + С'.Л| - (',,х2

(15)

М 2х2 + Сгхг - С|2X) = О

Решение системы уравнений (15) в общем виде, удовлетворяющее условию сложного движения (сумма поступательного и колебательного), будет иметь вид

Х1 = В| С03( (О Г ) + В2 в1П( сот ) +

М ,!:>'

л/,«2

2 ■

с Г) СО соэ( со г ) + Вг 5П1( (ОТ )+ - 12 ,2 + ' 12 |-Г 1+ О.г + О,

М, (0 ~

М,а

(16)

где постоянные А, £>2 - определяются начальными условиями. При

произвольных начальных условиях неизвестные коэффициенты определяются в результате решения системы четырех линейных алгебраических уравнений, образованных начальным заданием перемещений и скоростей первой и второй эквивалентной массы в момент времени т = 0.

Наиболее интересным является случай, когда первой эквивалентной массе в начальный момент времени сообщается начальная скорость х,° и перемещение х", что соответствует первоначальному импульсу при за-

пуске камеры пульсирующего горения от вентилятора.

Выражение, описывающее колебание скорости первой эквивалентной массы будет являться первой производной от первого уравнения системы (16), в конечном виде имеет вид

С О

х, = -сиб, 5ш(й>г) + а)В2 со$(сот) + —-—у ■ (17)

М ,су"

Коэффициент избытка воздуха может быть определен по выражению д, = 1«с™в,»оР\+Х\Р\/«с ^ (18)

ХоСг,,р

где/„. - площадь всасывания (¿¡с~ 1/2/|), \к,<1т) - скорость воздушного потока, С7, - расход горючего.

Соотношение для /€1. учитывает тот факт, что в процессе работы аппарата пульсирующего горения колебания потока воздуха происходят только по оси аэродинамического клапана, а у стенок происходит постоянный приток воздуха в камеру сгорания. Это обусловливает постоянное движение потока воздуха от аэродинамического клапана к резонансной трубе. Благодаря чему не происходит выброс продуктов сгорания через аэродинамический клапан.

Из уравнения (18) с учетом решения (17), получена зависимость коэффициента избытка окислителя в камере сгорания АПГ от времени.

ЧСгор гор гор М\ю *<Ргор

С помощью выражения (19) можно получить значения различных параметров продуктов сгорания топлива в произвольный момент времени, что важно для понимания процессов, происходящих в камере пульсирующего горения при сжигании в ней топлива.

В пятой главе выполнен расчет образования оксидов азота при использовании различных видов горючего и конкретных геометрических параметрах в АПГ с аэродинамическим клапаном.

Для расчета геометрии АПГ применена приближенная методика расчета.

Для упрощения расчетов принимаются следующие допущения:

-клапан расположения одной оси с резонансной трубой;

-всасывание воздуха в камеру сгорания через клапан происходит за полный период колебания за счет направленного инерционного движения массы газа в резонансной трубе;

- выталкивание воздуха из камеры сгорания происходит равномерно за половину периода колебания.

По указанной методике был произведен расчет геометрии аппаратов пульсирующего горения, где в качестве топлива используется водород и

?метан. В ходе расчета использовались аппроксимационные полиномы, опи-■ санные во второй главе.

Расчет проводится методом последовательных приближений, при этом делалось предположение о том, что в пульсирующем режиме горения устанавливается несущий поток газа, подчиняющийся законам механики сплошной среды.

На основе полученных результатов расчета геометрии аппаратов пульсирующего горения был произведен расчет колебаний температуры, коэффициента избытка окислителя в камере сгорания, а также количества «термических» оксидов азота в аппаратах с тепловой мощностью свыше 300 кВт.

Следует отметить, что в камере сгорания аппаратов пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном равновесные характеристики не достигаются, поэтому действительный выход «термических» оксидов азота на несколько порядков ниже равновесных. Это связано с тем, что время пребывания компонентов топлива в камере сгорания не превышает 0,02 с.

С учетом последних замечаний произведен расчет колебаний мгновенной концентрации «термических» оксидов азота с учетом скорости их образования. Для этого использованы результаты по времени выхода процессов на стационарный режим, приведенные в главе 3.

Результаты расчетов по указанной методике представлены на рис.

15-17:

Тпс, К

— - 1550

- 1545

- 1540

— - 1535

— - 1530

--1525

_- 1520

- 1515 j

- 1510 ;

- 1505

--1500

0.02

Рис. 15. График «мгновенной» концентрации «термического» оксида азота и изменения температуры при горении водорода

Концентрация NO, кг/м

МО'

0-1-1-г-

0 0,005 0.01 Т,С 0,015

Концентрация N0, кг/м' 2 10"4 1,8 Ю"4 6-10"4 1.4-Ю"1 1,2-10 4 ■ -1 о * 8-10"' 6-10"^

410"5 2|0'5 ^

I - термические N0 2- быстрые N О 3 ~ суммарные N0

V

0.006

0,008

Рис. 16. Г рафик концентраций оксида азота и изменения температуры при горении метана

Концентрация N0, кг/м1 210"4

1,8 10 1,6 10 1,4-10 1,2-10"

1-Ю"4 8-10"' 6 10"5 4 ■ 1 О*5

2-Ю'5 О

-4

1 - быстрые N0

2 - термические N0

0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016

Рис. 17. График концентраций оксида азота при горении дизельного топлива

На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что основной вклад в общее количество оксидов азота вносят «быстрые» оксиды. Концентрация «термических» же оксидов существенно ниже.

Произведенный расчет выбросов оксидов азота позволяет сравнить полученные результаты с результатами экспериментов других авторов. В качестве примера выбран теплогенератор ТГПТ-120 на основе аппарата пульсирующего горения, работающего на дизельном топливе мощностью 120 кВт. В конструкции теплогенератора для снижения температуры теплоносителя применено разбавление продуктов сгорания, выходящих из резонансной трубы АПГ, атмосферным воздухом с помощью эжектора. Выполненные расчеты образования «термических» N0 и оценка значений «быстрых» N0 показывают, что в рассматриваемом АПГ количество N0 может составлять в среднем 0,04 - 0,14 г/мЗ или 30 - 100 ррш.

Если же учесть разбавление чистым воздухом, производимое в данном теплогенераторе, то концентрация снизится в 3 раза, т.е. может быть

/оценена как 10-30 ррт, что удовлетворительно совпадает с результатами | экспериментального исследования данного парогенератора. ; Существенное снижение концентрации «термических» оксидов азота объясняется неравновесностью процессов в АПГ, а экологическая чистота получаемого теплоносителя позволяет найти широчайшее применение аппаратам пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Для определения параметров пульсирующего горения разработа-■ на методика расчета основных теплофизических характеристик продуктов сгорания метана и водорода в широком диапазоне изменения коэффициента избытка окислителя; получены аппроксимационные зависимости для этих параметров от коэффициента избытка окислителя.

2. На основе линеаризации решения уравнения Я.Б. Зельдовича предложен алгоритм расчета оксидов азота с учетом неравновесности протекающих процессов в камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном; получены аппроксимационные зависимости скорости образования оксидов азота для различных видов горючего (водород, метан, дизельное топливо).

3. Выполнены расчеты равновесных концентраций термических N0 и времени достижения равновесных значений для различных видов горючего (водород, метан, дизельное топливо) при атмосферном давлении в широком диапазоне изменения коэффициента избытка окислителя. На основе анализа имеющихся экспериментальных данных предложен аппроксимирующий полином для определения концентрации «быстрых» оксидов азота в интервале температур 1100К - 2500 К и обоснована возможность исключить из рассмотрения другие механизмы образования N0 для рассматриваемых видов топлива.

4. Разработана модель влияния колебательного процесса на параметры в камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном для расчета изменения в камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном коэффициента избытка окислителя.

5. Показано существенное влияние неравновесности процесса на образование «термических» оксидов азота. Из-за недостижения равновесного состояния кинетики образования «термических» N0 их концентрация значительно ниже, чем могла бы быть в случае равновесного процесса. При этом вклад «термических» оксидов азота в общее количество N0, образующихся в АПГ с аэродинамическим клапаном, незначительный. Поскольку образование и «термических», и «быстрых» оксидов азота растет с ростом температуры, то на их образование в АПГ влияет главным образом изменение а, которое определяет амплитуду колебания температуры.

6. В АПГ с углеводородным топливом, определяющим механизмом образования оксидов азота является образование «быстрых» оксидов, которое дает на порядки больший выход, чем образование «термических» окси-

дов. В связи с этим становится очевидным преимущество водорода как горючего. Для снижения образования оксидов азота при проектировании АПГ с аэродинамическим клапаном следует параметры резонатора Гельм-гольца выбирать таким образом, чтобы сдвинуть рабочий диапазон колебаний коэффициента избытка воздуха в строну значений а > 1 .

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Мозговой Н.В. Парогенератор на основе пульсирующего горения для термовлажностной обработки материалов / Н.В. Мозговой, В.И. Быче-нок, М.А. Терещенко // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. Т.2. №6. С. 32-36.

2. Мозговой Н.В. Термодинамический расчет продуктов сгорания экологически чистых топлив / Н.В. Мозговой, М.А. Терещенко // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т.З. №2. С. 70-75.

3. Мозговой Н.В. Влияние процессов пульсации в камере сгорания аппаратов пульсирующего горения на выход оксидов азота / Н.В. Мозговой, М.А. Терещенко // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2008. Т.4. №7. С. 73-76.

Статьи и материалы конференций

4. Мозговой Н.В. Парогенератор с рубашкой охлаждения на основе аппаратов пульсирующего горения / Н.В. Мозговой, М.А. Терещенко // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергосбережения: труды науч.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. Воро-; неж: ВГТУ, 2005. Вып.4. С. 83-88.

5. Мозговой Н.В. Аппараты пульсирующего горения / Н.В. Мозговой, В.И. Быченок, М.А. Терещенко // Проблемы экологии: наука, промышленность, образование: труды Междунар. науч.-техн. конф. Белгород: 2006. С. 113-116.

6. Мозговой Н.В. Перспективные применения аппаратов пульсирующего горения / Н.В. Мозговой, М.А. Терешенко // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения: труды науч,-техн. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып.5. С. 28-33.

7. Мозговой Н.В. Экологические аспекты применения аппаратов пульсирующего горения / Н.В. Мозговой, В.П. Асташкин, М.А. Терещенко // Экологическая и промышленная безопасность. 47 науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2007. С. 56-62.

8. Мозговой Н.В. Механизмы образования оксидов азота при горении метано-воздушной и водородо-воздушной топливных композиций / Н.В. Мозговой, М.А. Терещенко // Компьютерные технологии автоматизи-

¡¡рованного проектирования систем машиностроения и аэрокосмической | техники: труды Рос. конф. Воронеж: ВГТУ, 2007. С. 134-139. ! 9. Мозговой Н.В. Термодинамические параметры продуктов сгора-

ния водорода и метана в аппаратах пульсирующего горения / Н.В. Мозговой, М.А. Терещенко // Авиакосмические технологии «АКТ-2008»: труды IX Междунар. науч.-техн. конф. - Воронеж: ВГТУ, 2008. С. 265-270.

Условные обозначения

Тт. - температура продуктов сгорания, °К; Т„х - начальная температура компонентов топлива (принимаем 273°К); %0 - массовый стехиомет-рический коэффициент соотношения компонентов топлива; г - удельная теплота сгорания топлива, Дж/кг; а - коэффициент избытка воздуха; Я -газовая постоянная; Еи Е2- энергия активации для прямой и обратной химических реакций, кДж/моль; тг,тг,тт3() - масса топлива, горючего и

воздуха соответственно; р°"ы, - плотность горючего и воздуха при атмосферном давлении; Еи Ег - энергия активации для прямой и обратной реакций; УТ - объем топлива.

Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Введение

ГЛАВА 1. Анализ установок на основе аппаратов пульсирующего горения и анализ выбросов загрязняющих веществ по литературным источникам

1.1. Аппараты пульсирующего горения

1.2. Процесс сжигания топлив

1.3. Процессы образования оксидов азота

1.3.1. Условия образования «термических» оксидов азота

1.3.2. Образование «быстрых» оксидов азота

1.3.3. Образование «топливных» оксидов азота

1.3.4. Образование N0 из закиси азота

ГЛАВА 2. Зависимость термодинамических параметров продуктов сгорания водорода и метана в воздухе от коэффициента избытка окислителя

2.1. Расчет температуры горения водорода в воздухе при стехиометрическом соотношении компонентов

2.2. Расчет температуры горения водорода в воздухе при условии обогащенной смеси (а < 1)

2.3. Расчет температуры горения водорода в воздухе при условии обедненной смеси (а > 1)

2.4. Расчет температуры горения метана в воздухе при а >

2.5. Расчет температуры горения метана в воздухе при а <

2.6. Теплофизические свойства участвующих в горении веществ

2.7. Результаты расчетов термодинамических параметров продуктов сгорания водорода и метана в воздухе

ГЛАВА 3. Расчет выхода оксидов азота при горении водорода и метана в воздухе

3.1. «Термические» оксиды азота

3.2. «Быстрые» оксиды азота

3.3. Образование NO из закиси азота

3.4. «Топливные» оксиды азота

ГЛАВА 4. Модель влияния колебательного процесса на параметры в камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном

ГЛАВА 5. Расчет образования оксидов азота в АПГ с аэродинамическим клапаном

5.1. Расчет геометрии аппаратов пульсирующего горения

5.2. Расчет параметров аппаратов пульсирующего горения, с водородом, метаном и дизельным топливом в качестве горючего 94 Основные результаты и выводы 109 Список использованной литературы

Актуальность темы.

Развитие теплогенерирующих устройств, в которых реализуется стационарный процесс горения, достигло своего совершенства в том смысле, что улучшение их стоимостных и массогабаритных характеристик достигло стадии насыщения. Однако стоит отметить, что радикальное улучшение экологических показателей чрезвычайно затруднительно и ведет к значительному удорожанию таких устройств, либо достигается путем уменьшения нагрузки на горелочное устройство. Перспективным направлением является использование в теплогенерирующих установках процессов пульсирующего горения, реализуемых в аппаратах пульсирующего горения (АПГ). В частности, возможно использование АПГ с применением водорода или метана в качестве топлива. Такой подход позволит обеспечить максимальную полноту сгорания топлива и существенно снизить количество вредных выбросов.

Однако в литературе приводятся только экспериментальные данные по результатам измерения выбросов вредных веществ в окружающую среду в процессе сгорания топлива в АПГ. Большое внимание уделяется выбросам оксидов азота, так как они являются, по предположению многих авторов, причиной образования озоновых дыр. Попытке теоретической оценки экологичности аппаратов пульсирующего горения на основе изучения выхода оксидов азота с продуктами сгорания топлива посвящена данная работа.

Диссертационная работа выполнялась в рамках научного направления «Физико-технические проблемы энергетики и экологии», темы ГБ07.35 (№ государственной регистрации 01.2.00707556) ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является изучение влияния процесса пульсации в камерах сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном на экологические характеристики продуктов сгорания при горении водорода и углеводородных топлив в воздухе.

Для достижения сформулированной цели поставлены следующие задачи исследования:

- разработка методики расчета термодинамических параметров продуктов сгорания в зависимости от коэффициента избытка воздуха;

- разработка методики расчета содержания оксидов азота в продуктах сгорания водорода и углеводородных топлив в воздухе;

- математическое моделирование нестационарных процессов в камере сгорания АПГ и влияния колебательных процессов в камере сгорания на образование оксидов азота при горении водорода, углеводородных топлив;

- разработка методики расчета выбросов оксидов азота и оценка эко-логичности АПГ.

Научная новизна.

В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- методика и алгоритм расчета выхода оксидов азота в АПГ с аэродинамическим клапаном, отличающиеся учетом неравновесности процессов и позволяющие оценить их экологические характеристики;

- аппроксимационные полиномы термодинамических параметров продуктов сгорания водорода, метана и дизельного топлива в воздухе, отличающиеся учетом широкого спектра экспериментальных данных;

- теоретические результаты по выходу оксидов азота, отличающиеся учетом влияния колебательных процессов и характеризующиеся высокой точностью совпадения с экспериментальными результатами других авторов;

- расчет геометрии АПГ, отличающийся использованием в них водорода и метана в качестве топлива.

Практическая значимость работы.

Предложенная в работе методика расчетов теоретической концентрации оксида азота в продуктах сгорания водорода, метана и дизельного топлива в воздухе позволяет оценить экологичность как имеющихся аппаратов, так и аппаратов пульсирующего горения на стадии проектирования. Полученные результаты позволяют оценить влияние геометрических параметров на загрязнение окружающей среды.

Достоверность и обоснованность.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных методов исследования процессов горения и тепломассопереноса, сопоставлением результатов физического и математического моделирования, подтверждается удовлетворительным согласованием полученных зависимостей и расчетных значений с экспериментальными данными и результатами других авторов.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: Научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергосбережения» (Воронеж, 2005); Международной конференции «Проблемы экологии: наука, промышленность, образование» (Белгород, 2006); IV научно-технической конференции «Компьютерные технологии автоматизированного проектирования систем машиностроения и аэрокосмической техники» (Воронеж, 2007); IX международной научно-технической конференции «Авиакосмические технологии «АКТ-2008» (Воронеж, 2008).

Публикации.

Результаты диссертационного исследования опубликованы в 9 работах: из них 3 статьи в изданиях перечня ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежат следующие результаты: [1, 4, 5, 6, 7]

- разработка и анализ схем применения аппаратов пульсирующего горения, [2, 9] - разработка методики расчета термодинамических параметров продуктов сгорания водорода и метана, [3, 8] - разработка механизма и анализа влияния процессов пульсации на выход оксидов азота. Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, с основными результатами и выводами, изложенными на 114 страницах, списка использованной литературы из 107 наименований, приложений, содержит 65 рисунков и в таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Для определения параметров вибрационного горения разработана методика расчета важных теплофизических характеристик продуктов сгорания метана и водорода в широком диапазоне изменения коэффициента избытка окислителя; получены аппроксимационные зависимости для указанных параметров от коэффициента избытка окислителя.

2. На основе линеаризации решения уравнения Я.Б.Зельдовича, предложен алгоритм расчета оксидов азота с учетом неравновесности протекающих процессов в камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном; получены аппроксимационные зависимости скорости образования оксидов азота для различных видов горючего (водород, метан, дизельное топливо).

3. Выполнены расчеты равновесных концентраций термических N0 и времени достижения равновесных значений для различных видов горючего (водород, метан, дизельное топливо) при атмосферном давлении в широком диапазоне изменения коэффициента избытка окислителя. На основе анализа имеющихся экспериментальных данных предложен аппроксимирующий полином для определения концентрации «быстрых» оксидов азота в интервале температур 1100К — 2500 К и обоснована возможность исключить из рассмотрения другие механизмы образования NO для рассматриваемых видов топлив.

4. Разработана модель влияния колебательного процесса на параметры в камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном для расчета изменения в камере сгорания АПГ с аэродинамическим клапаном коэффициента избытка окислителя.

5. Показано существенное влияние неравновесности процесса на образование «термических» оксидов азота. Из-за недостижения равновесного состояния кинетики образования термических N0, их концентрация значительно ниже, чем могла бы быть в случае равновесного процесса. При этом вклад термических» оксидов азота в общее количество NO, образующихся в АПГ с аэродинамическим клапаном незначительный. Поскольку образование и «термических», и «быстрых» оксидов азота растет с ростом температуры, то на их образование в АПГ влияет главным образом изменение а, которое определяет амплитуду колебания температуры.

6. В АПГ с углеводородным топливом, определяющим механизмом образования оксидов азота является образование «быстрых» оксидов, который дает на порядки больший выход, чем образование «термических» оксидов. В связи с этим становится очевидным преимущества водорода как горючего. Для снижения образования оксидов азота при проектировании АПГ с аэродинамическим клапаном следует параметры резонатора Гельмгольца выбирать таким образом, чтобы сдвинуть рабочий диапазон колебаний коэффициента избытка воздуха в строну значений а > 1 .

1. Титов С.П. Исследование процесса образования «топливных» окислов азота при горении угольной пыли: Автореф. канд. дис. М., 1982, С. 22.

2. Синицын А.А. Исследование особенностей работы котла, основанного на пульсирующем горении газообразного топлива./ «Нефтегазовое дело». Вологда: ВоГТУ, - 2006.

3. Ларионов В.М. Автоколебания газа в установках с горением / В.М. Ларионов, Р.Г. Зарипов. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2003. - 227 е.: ил.

4. Поляков М.И. Устройство Пульсирующего Горения (ПГ) выбор в пользу принципиально иной технологии выработки тепла, путь к радикальному снижению его себестоимости / М.И. Поляков // Энергетика в нефтегазодобыче, - 2002. - №1. - с. 15-27.

5. Моделирование образования NOx в камере сгорания с предварительной подготовкой топливо-воздушной смеси / Кашапов Р.С., Максимов Д.А., Ски-ба Д.В., Куликов С.В., Баштанников М.Н. // Вестник СГАУ. Самара: СГАУ, 1998.-Вып. 1.-е. 64-69.

6. Федотов А.В. Об использовании пульсирующего горения для контактного нагрева воды. Известия ВУЗов «Энергетика», 1991. - №10. - С. 92 - 96.

7. Тимощук А.Л. Разработка конструкции контактного водонагревателя со слоевым пульсирующим горением газа // Вестник БГТУ. Водохозяйственное строительство. Теплоэнергетика. Экология. 2005, №3 (33). - С. 34-39.

8. Акулич П.В. Исследование камеры пульсирующего горения / П.В. Акулич, П.С. Куц, В.К. Самсонюк, B.C. Северянин, В.Д. Слижук. Инженерно-физический журнал. Минск. 2000, Том 73, №3. - С. 493 - 496.

9. Сорока Б.С. Образование окиси азота в турбулентном диффузионном факеле природного газа. / Б.С. Сорока, Н.А. Гуревич, И.Я. Сигал. Теплоэнергетика, 1978, № 1, С. 45-49.

10. Сигал И.Я. Образование окислов азота при сжигании топлива. // В кн.: Окислы азота в продуктах сгорания топлив: Сб. науч. тр. Киев: Наук, думка., 1981, С. 3- 16.

11. Ковалев С.Д. Исследование образования окиси азота в турбулентном пламени. / С.Д. Ковалев, И.П. Назаров, В.Н. Простов.// В кн.: Окислы азота в продуктах сгорания топлив: Сб. науч. тр. Киев: Наук, думка., 1981, С. 60 -63.

12. Крыжановский В.Н. Модельные исследование образования окислов азота в топливосжигающих устройствах. В кн.: Окислы азота в продуктах сгорания топлив: Сб. науч. тр. Киев: Наук, думка., 1981, С. 35 - 39.

13. Ходаков Ю.С. Оксиды азота и теплоэнергетика. Проблемы и решения. -М.: ООО «ЭСТ-М», 2001. 432 с.

14. Зельдович Б.Я. Окисление азота при горении. / Б.Я. Зельдович, П.Я. Садовников, Д.А. Франк-Каменецкий. М.: Наука, 1947. 146 с.

15. Райзер Ю.П. Образование окислов азота в ударной волне при сильном взрыве в воздухе. Журнал физической химии, 1959, Т.ЗЗ, вып. 3, С. 700 -709.

16. Зельдович Б.Я. Физика ударных волн и высокотемпературных явлений. М.: Наука,1966. 320 с.

17. Карп. И.Н. Продукты сгорания природного газа при высоких температурах. / И.Н. Карп, Б.С. Сорока, JI.H. Дашевский, С.Д. Семернина. Киев: Техника, 1967, С.381.

18. Сигал И.Я. Газогорелочные устройства котельных установок. Киев: Гос-техиздат,1961, С. 161.

19. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. JL: Недра,1977, С. 294.

20. Сигал И.Я. Исследование теплоотдачи газового факела при различной степени предварительного смешения газа с воздухом. / И.Я. Сигал, Д.А. Любезников. Инж.-физ. журнал, 1966, Т. 11, №10, С. 463 - 466.

21. Гуревич Н.А. Образование окислов азота при ламинарном и турбулентном горении. / Н.А. Гуревич, И.Я. Сигал, Е.М. Лавренцов. В кн.: Теория и практика сжигания газа. Л.: Недра, 1975, Т.4, С. 513 - 521.

22. Fenimore С.Р. Formation of nitric oxide from fuel nitrogen in ethylene flames, 1972, V.19, № 2, p. 289-296.

23. Matsui J., Nomaguchi T. Spectroscopic study of prompt nitrogen oxide formation mechanism in hydrocarbon air flames. - Combustion and Flames, 1978, V.32, p. 205-214.

24. Fenimore C.P. Formation of nitric oxide in premixed hydrocarbon flames, P. 1. In: 13-th symposium of combustion, The Combustion Institute, 1971, p. 373 -380.

25. Быченок В.И. Теплоэнергетика рабочего процесса в аппаратах пульсирующего горения / Дис. . д-ра техн. наук : 05.14.04 : Воронеж, 2004 350 с. РГБ ОД, 71:05-5/494

26. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Недра, 1988. - 312 е.: ил.

27. Быченок В.И. Перспективы и проблемы установок на основе пульсирующего горения / В.И. Быченок // Доклаы V науч. конф., тамб.гос. техн. ун-т. — Тамбов, 2000, -С. 19-27

28. А.С. 1028949 SU, F 23 С 11 / 04. Способ работы устройства пульсирующего горения.

29. А.С. 1244428 SU, F 23 С 11 / 04, F 23 R7 / 00. Устройство пульсирующего горения.

30. А.С. 235893 SU, 24 Ъ, 9; 24 1,7; F 23 D; F 23 С. Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

31. А.С. 237324 SU, 24 1,5; F 23 С. Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

32. А.С. 348821 SU, F 23 С 3/02. Камера пульсирующего горения.

33. А.С. 357416 SU, F 23 D 11/34 Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

34. Ах. 687313 SU, F 23 С, 3/02 Устройство для пульсирующего сжигания топлива.

35. А.С. 826137 SU, F 23 D 11/04 Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке.

36. А.С. 909422 SU, F 23 С 11/04. Камера пульсирующего горения.

37. А.С. 1025963 SU, F 23 D 11/04. Устройство пульсирующего горения.

38. Patnem A.A. Combustion Noise: Problems and Potentials / A.A. Patnem, D.J. Brown // Combustion technology: Some Modern Developments: Academic press. New-York and London, 1974. - pp. 127 - 162.

39. Кадышев Ю.В. Паровая передвижная установка ППУЛ 1200/100/ Ю.В. Кадышев, Г.И. Бухаленко, А.П. Стрельников // Машины и нефтяное оборудование, 1976, № 6. - С.6 - 8.

40. Corliss J.M. Status of a Gas-fired Aerovalved Pulse-combustion System for Steam raising / J.M. Corliss, A.A. Putnam, D.W. Locklin // II International Symposium on Pulsating Combustion. Applicant Atlanta, 1982. - Vol.l, pp.8 -18.

41. Kudra Т. Special Drying Techniques and Novel Dryers. / T. Kudra, A.S. Mujumbar // Handbook of Industrial Drying. 2nd ed. - N.Y., Dekker, 1995. - p. 1087-1117.

42. Быченок В.И. Парогенератор на основе пульсирующего горения для тер-мовлажностой обработки материалов / В.И. Быченок, Н.В. Мозговой, М.А. Терещенко / Вестник ВГТУ Том №2, №6, 2006 Воронеж, 2006, -С. 32-36

43. Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности. М.: Химия, 1975. 831с.

44. Сигал И.Я. О чистоте дымовых газов котлов на газовом топливе. Энергетика и электрификация, 1968, № 6, С. 12-15.

45. Сигал И.Я. Горение газа в котлах и атмосфера городов. Газовая промышленность, 1969, № 2, 30 - 35.

46. Гуревич Н.А. Образование двуокиси азота при рассеивании дымовых газов. / Н.А. Гуревич, И.Я. Сигал, Э.П. Домбровская. Теплоэнергетика, 1980, № И, С. 6-8.

47. Ермаков B.C. О степени перехода моноокиси азота в двуокись при рассеивании дымовых газов котлоагрегатов. / B.C. Ермаков, А.К. Внуков. -Электрические станции, 1978, № 1, С. 14-15.

48. Андреев B.C. Исследование процессов трансформации окислов азота под факелом ГРЭС. / B.C. Андреев, Б.Б. Горошко, А.А. Павленко. В кн.: Атмосферная диффузия и загрязнение воздуха. - Труды ГГО, 1979, № 436, С. 43 -48.

49. Алемасов В.Е. Основы теории физико-химических процессов в тепловых двигателях и энергетических установках. / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрега-лин, А.С. Черенков. М.: Химия, 2000. 520с.

50. Алемасов В.Е. Теория ракетных двигателей. М.: 1962. 478с.

51. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: 1963. 708с.

52. Кларк Дж. Динамика реальных газов и жидкостей. / Дж. Кларк, М. Мак-чесниМ.: 1967. 566с.

53. Бахман Н.Н. Горение гетерогенных конденсированных систем. / Н.Н. Бахман, А.Ф. Беляев М.: Наука, 1967.

54. Алемасов В.Е. Теория ракетных двигателей. М.: Оборонгиз, 1962.

55. Зельдович Я.Б. Математическая теория горения и взрыва. /Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблатт, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. М.: Наука, 1980. 478с.

56. Баранов А. А. Колебания в камере пульсирующего горения при нелинейной восстанавливающей силе / Труды ТГТУ.-Тамбов, 1999. Вып. 3. -С.53 - 56.

57. Быченок В.И. Термогидроакустическая устойчивость автоколебательных процессов в аппаратах пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном. / В.И. Быченок, Н.В. Мозговой. Вестник ТГТУ.-Тамбов, 2004. Т.10.№4 С.887-895.

58. Быченок В. И. Метод расчета геометрических размеров устройств пульсирующего горения на заданную тепловую мощность / В.И. Быченок, А.А. Коптев, А.А. Баранов, Вестник ТГТУ, 1998.- Т 4.- № 1. С.59-63.

59. Раушенбах Б.В. Вибрационное горение / В.Б. Раушенбах. М.: Физ-матгиз, 1975. - 500с.

60. Тимошук A.JI. Разработка контактного водонагревателя со слоевым пульсирующим горением газообразного топлива / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, БНТУ, Минск, 2006.

61. Мозговой Н.В., Быченок В.И., Терещенко М.А Парогенератор на основе пульсирующего горения для термовлажностной обработки материалов. // Вестник Воронежского государственного технического университета. Т.2 №6. Воронеж: 2006. с. 32-36.

62. Мозговой Н.В., Терещенко М.А Термодинамический расчет продуктов сгорания экологически чистых топлив. // Вестник Воронежского государственного технического университета. Т.З №2. Воронеж: 2007. с. 70-75.

63. Мозговой Н.В., Терещенко М.А Влияние процессов пульсации в камере сгорания аппаратов пульсирующего горения на выход окислов азота.

64. Вестник Воронежского государственного технического университета. Т.4 №7. Воронеж: 2008. с. 73-76.

65. Мозговой Н.В., Быченок В.И., Терещенко М.А Аппараты пульсирующего горения.// Проблемы экологии: наука, промышленность, образование: Труды международной науч.-техн. конф. Белгород, 2006. с. 73-78.

66. Мозговой Н.В., Быченок В.И., Терещенко М.А. Перспективные применения аппаратов пульсирующего горения в теплоэнергетике.// Авиакосмические технологии «АКТ-2006»: Труды седьмой международной научно-технической конференции Воронеж: ВГТУ, 2006. с. 56-62.

67. Северянин B.C. О термическом обезвреживании отходов устройствамипульсирующего горения / B.C. Северянин; АН ЭССР // Сжигание топлива с минимальными выбросами: сб. науч. тр.- Таллин, 1974.-С.113-116.

68. Северянин B.C. О нагревателях с пульсирующим горением / B.C. Северянин // Известия вузов. Энергетика.-1974.-№5. -С. 142-146.

69. Северянин B.C. Водогрейный котел с пульсирующим горением /1. B.C.

70. Северянин // Промышленная энегетика.-1983.-№11.-С.46-47.

71. Дерещук. У.М. Форсированный разогрев тугоплавких битумов сиспользованием пульсирующего горения / У.М. Дерещук, B.C. Северянин; ИТМО АН БССР // Процессы переноса в структуирующихся жидкостях,-Минск.,-1985.-С. 147-148.

72. Беккер Р. Теория теплоты / Беккер Р., -М.: Энергия, 1974.- 504с.

73. Ржевкин С.Н. Лекции по теории звука / С.Н. Ржевкин. М.: МГУ,1969.-335с.

74. Генаи Г. Распространение пламени в трубах и закрытых сосудах / Г.Генаи // Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1986.1. C. 140-231.

75. Патнем А.А.Общие замечания по автономным колебаниям пригорении / А.А. Патнем // Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1986. -С.232-250.

76. Патнем А.А Экспериментальное и теоретическое изучение колебанийпри горении / А.А. Патнем II Нестационарное распространение пламени. -М.: Мир, 1986. -С.254-373.

77. Газодинамические процессы в камере пульсационного горения для сушки материала /П.В. Акулич, П.С. Куц, Е.Ф. Ноготов, Ч. Струмило II ИФЖ. -1998. -Т.71, -№ 1. -С.75-80.

78. Акулич П.В. Нестационарные волновые течения газовзвеси с учетом фазовых превращений / П.В. Акулич, П.С. Куц, Е.Ф. Ноготов II ИФЖ. -2000. -Т.73, -№ 3. -С.487-492.

79. Кацнельсон Б.Д. Влияние избытка воздуха на амплитуду давления привибрационном горении / Б.Д. Кацнельсон, И.Я. Мароне,

80. A.А.Таракановский //' Теория и прашика пульсациоиного горения: Туды ЦКТИ, -Л.: 1965. -Вьгп.64. -€.51-54.

81. Исаев Н.А. О явлении неустойчивости стабилизации ламинарного диффузионного пламени / Н.А. Исаев // Горение гетерогенных и газовых систем: -Черноголовка, 1986. -С.23-24.

82. Северянин B.C. О фазовых соотношениях при пульсирующем горении

83. В. С. Северянин/У Известия вузов. Энергетика.- 1981 .-№ 10.- С.110-112.

84. Вожов Е. Б. Жидкостные ракетные двигатели / Е.Б. Вожов, Л.Г. Головков, Т. А. Сырицын .-М.: Вениздаг,1970. -592с.

85. Алемасов В.Е. Теория ракетных двигателей: Учеб. пособие /• В.Е. Алемасов, А.Ф. Дреналин, А.П. Тишин.- 3-е изд.,перераб.-М.: Машиностроение, 1969.-547с.

86. Махин В.А Динамика жидкостных ракетных двигателей / В.А. Махин,

87. B.Ф. Присняков, Н.П. Велик. М.: Машиностроение, 1969. - 834 с.

88. Галлиулин Р.Г. О вихреобразовании, как возможной причине вибрационного горения / Р.Г. Галиуллин, КВ. Канеев, В.Н. Подымов // Пульсационное горение: сб. науч. тр. Челябинск, 1968. -С. 125-128.

89. Коптев А.А. Движение жидкости в центробежном поле между вращающимся и неподвижным дисками / А.А. Коптев, В.И. Быченок, Т.В. Пасько // Вестник ТГТУ.- Тамбов. 2000. -№ 2.-С.235-242.

90. Бабаков ИМ. Теория колебаний: Учеб. пособие для студентов втузов / И.М. Бабаков.-М.: Наука, 1968. -559с.

91. Быченок В.И. Механизм обратной связи в камере пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном / В.И Быченок П Тезисы докладов 5-й научно технической конференции Тамб.гос. техн. ун-та,- Тамбов, 2000.-С51.

92. Баранов А. А. Механизм взаимодействия процесса горения с газодинамикой камер пульсирующего горения / А.А. Баранов, В.И. Быченок // Тезисы докладов 6-й научно технической конференции Тамб.гос. техн. ун-та.- Тамбов, 2001.-c.209.

93. Седов Л.И. Механика сплошной среды: Учебник для студентов университетов и втузов / Л.Р1 Седов. 3-е изд, перераб. - М.: Наука. 1976.-Т.1.-535с.

94. Седов Л.И. Механика сплошной среды: Учебник для студентов университетов и втузов / Л.И Седов. 3-е изд, перераб. - М.: Наука,1976,-Т.2.-573с.

95. Быченок В.И. Применение разрывных решений к задачам газодинамики в аппаратах пульсирующего горения / В.И.Быченок, А.А. Баранов; Труды Тамб. гос. техн. ун-та. -Тамбов, 2002.-Вып. 11 .-С.69-72.

96. Виноградов Б.С. Прикладная газовая динамика: Учеб. пособие для студентов втузов /Б.С. Виноградов -М.: 1965,- 348с.

97. Равновесный состав и термодинамические свойства реагирующих смесей реальных газов В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, В.И. Быченок,

98. B.М. Тринос, Ю.Д. Кречетников // Тр. Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ при высоких температурах М: Машиностроение, 1969.-С.31-35.

99. Дрегалин А. Ф. Диссоциирующие газы как теплоносители и рабочие тела энергетических установок А.Ф. Дрегалин, В.И. Быченок // Всесоюзный симпозиум: сб. науч. стат.- Минск: Наука и техника, 1969.1. C.25-34.

100. Алемасов В. Е. Термодинамические свойства кислородо-керосинового топлива. / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, В. И. Быченок /У Труды КАИ.-Казань, 1969.-Вып. ПО. -0.5-1.

101. Путилов К. А. Термодинамика / К. А. Путлов // Под ред. Х.М. Карапетьянц. М.: Наука, 1971. -375с.

102. Фейнман Р. Фейнмановские лекции,по физике / Р. Фейнман, Р. Лей гон, М. Сэндс // Кинетика, теплота, звук: -М.: МИР, 1967.-Т.4.-261с.