Внешний тепломассообмен струй, сформированных двойными аксиальными завихрителями

Зайцев, Кирилл Валерьевич

Внешний тепломассообмен струй, сформированных двойными аксиальными завихрителями тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Зайцев, Кирилл Валерьевич АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Екатеринбург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2007 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Внешний тепломассообмен струй, сформированных двойными аксиальными завихрителями»

Автореферат диссертации на тему "Внешний тепломассообмен струй, сформированных двойными аксиальными завихрителями"

На правах рукописи

□03052926

Зайцев Кирилл Валерьевич

ВНЕШНИЙ ТЕПЛОМАССООБМЕН СТРУИ, СФОРМИРОВАННЫХ ДВОЙНЫМИ АКСИАЛЬНЫМИ ЗАВИХРИТЕЛЯМИ

Специальности: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника;

05.14.14 - Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2007

003052926

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - У ПИ» на кафедрах "Теоретическая теплотехника" и "Тепловые электрические станции".

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Жилкин Борис Прокопьевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Буланов Николай Владимирович; кандидат технических наук, доцент Матвеев Александр Сергеевич

Ведущая организация:

ЗАО «СибКОТЭС», г. Новосибирск

Защита диссертации состоится 6 апреля 2007 г. в 15.30 на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» (УГТУ-УПИ) по адресу: г. Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, 5 (8-й учебный корпус УГТУ-УПИ), ауд.Т-703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ-УПИ.

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г.Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю совета университета. Тел.: (343) 375-45-74, факс.: (343) 374-38-84, e-mail: lta_ugtu@mail.ru, me@infoteck.ru.

Автореферат разослан ¿с февраля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета j ■U/n^tx^ Аронсон К.Э.

Актуальность темы. В современных энергетических установках часто используют вихревые горелки с двух- и многоканальными подводами топлива и воздуха. Их применение позволяет увеличить качество управления процессами, протекающими в топке котельного агрегата, а следовательно, повысить экономические и экологические показатели данных установок. Термическая и концентрационная картины, складывающиеся в топочном пространстве, локальные тепловые потоки к технологическим поверхностям и состав уходящих газов определяются внутренним и внешним тепломассообменом струи соответственно между образующими ее коаксиальными потоками и средой дымовых газов, а также теплообменом с нагреваемыми элементами топки. Применительно к указанным процессам практически отсутствуют количественные сведения о внешнем конвективном тепломассообмене результирующей струи с окружающей средой, и поэтому не разработаны ни инженерные методики расчета, ни эффективные способы управления этим процессом.

В горелках известных конструкций регулирование топочных процессов производится обычно путем варьирования расходов среды по каналам, а также их соотношения, что приводит к изменению теплопроизводительности горелочного устройства. Вместе с тем для более гибкого управления топочными процессами необходимы способы регулирования, при которых мощность горелки остается неизменной, а происходит изменение формы факела и перераспределение тепловых потоков.

Целью работы является расширение представлений о гидродинамической и термической структуре струи, сформированной двухканальным аксиальным завихрителем, в условиях внешнего тепломассообмена, установление закономерностей данного процесса и разработка на этой основе методов управления и конструктивной концепции горелочных устройств с расширенным диапазоном регулирования и возможностью воздействия на топочный процесс без изменения мощности горелки.

Диссертационная работа выполнена в рамках госбюджетной темы №1686 (гос. per. №1200205928) «Создание теоретических основ теплотехнических процессов использования энергии топлива и других видов энергоресурсов в целях создания эффективных методов энергосбережения и экологически чистых энерготехнологий».

Научная новизна основных положений работы заключается в том, что автором впервые:

- уточнена термическая конфигурация двойной закрученной газовой струи в процессе ее взаимодействия с внешней покоящейся средой при различных геометрических и режимных условиях;

- установлены закономерности изменения интенсивности тепломассообмена двойной закрученной струи с внешней средой, которые обобщены в виде уравнений подобия;

- разработаны и экспериментально опробованы два способа воздействия, позволяющие без изменения расходов рабочих сред (мощности горелки) менять интенсивность внешнего теплообмена факела;

- сформирован принцип ведения процесса тепломассообмена, основанный на анализе конфигурации структурных образований в факеле, идентификация которых осуществляется динамическим методом по тепловизионному изображению.

Достоверность результатов основывается на надежности экспериментальных данных, полученных сочетанием независимых методик исследования и подтвержденных воспроизводимостью результатов опытов, а также их хорошим согласованием на уровне тестовых опытов с данными других авторов.

предложенными методами влияния на уровень теплового и массового взаимодействия струи с нагреваемой средой дает возможность повысить эффективность сжигания топлива в котлах ТЭС и других энергетических устройствах. Отдельные результаты работы уже реализованы в ОАО ТГК - 9 при разработке проектов модернизации горелок энергетических котлов. Автор защищает:

- экспериментальные данные о термической структуре и гидродинамическом строении двойной затопленной закрученной струи, созданной двухканальным аксиальным завихрителем с разным направлением крутки потоков, и сформированные на этой базе представления о механизме теплообмена такой струи с внешней средой;

- методику количественной оценки интенсивности массообмена при смешении струи с окружающей средой;

- результаты количественной оценки интенсивности внешнего тепло- и массообмена двойной закрученной струи со средой, их обобщение в виде эмпирических уравнений;

- результаты экспериментальной апробации двух способов газодинамического воздействия на структуру струи и ее теплообмен с окружающей средой;

- практические рекомендации по организации управления процессом вихревого сжигания топлива, реализованные в конструкции горелки с подвижным центральным завихрителем и регулирующим раструбом, а также принцип регулирования, основанный на анализе структуры факела.

Личный вклад автора состоит в том, что им на основе анализа литературных источников поставлены задачи исследования, разработаны основные методики, созданы и отлажены экспериментальные установки, проведены опыты, обработаны и проанализированы полученные экспериментальные данные. Автором диссертации разработаны методы воздействия на уровень

тепломассообмена между двойной закрученной газовой струей и неподвижной внешней средой, конструктивная реализация которых защищена патентами РФ.

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались и были представлены на 3th International Conference "Industrial Heat Engineering" (Ukraine, Kiev, 2003); International Symposium on Combustion and Atmospheric Pollution (Russia, St.Peters-burg, 2003); Международной научно-технической конференции «80 лет Уральской энергетике. Образование. Наука» (Россия, Екатеринбург, 2003); V Minsk International Heat & Mass Transfer Forum Proceedings MMF-2004 (Belarus, Minsk, 2004); V Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях NPNJ - 2004 (Россия, Самара, 2004); Второй Российской конференции «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках» (Россия, Москва, 2005); International conference «Power industry and market economy» (Mongolia, Ulaanbaatar, 2005); XV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН А.И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (Россия, Калуга, 2005); 4th International Conference of Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (Egypt, Cairo, 2005).

Работа группы специалистов, в которой автором выполнен раздел «Теплообмен в закрученных газовых потоках», удостоена на Всероссийской выставке научно-технического творчества студентов, аспирантов и молодых ученых «Энерго- и ресурсосбережение и нетрадиционные возобновляемые источники энергии» диплома за I место в номинации «Энергосбережение в энергетике» (Екатеринбург, 2004).

Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе в 4 статьях в источниках, рекомендованных ВАК. Получены два патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 77 наименований, и 3 приложений. Она содержит 133 страницы, 65 рисунков и 1 таблицу по тексту.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснованы выбор направления исследований и его цели, определен круг основных задач исследований, показаны актуальность, научная и практическая значимость решаемых проблем; приведены главные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен аналитический обзор литературных источников, которые посвящены тепломассообмену в газовых струях, сформированных двойными аксиальными завихрителями. Рассматриваются известные картины течения таких струй, обсуждаются закономерности изменения характеристик процессов переноса. Анализируются методы управления этим процессом.

На основе анализа литературных данных и с учетом традиционных подходов к проблеме регулирования тепломассообмена факела с топочной средой были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Определить термическую (концентрационную) структуру течения, возникающую в результате смешения струи, сформированной двухканальным аксиальным завихрителем, с окружающей средой.

2. Выявить основные газодинамические факторы процесса внешнего тепломассообмена двойной закрученной струи.

3. Установить основные закономерности изменения интенсивности внешнего тепломассообмена двойной закрученной струи.

4. Разработать методику количественной оценки интенсивности массообмена при смешении двойной закрученной струи с окружающей средой.

5. Найти методы воздействия на конфигурацию струи и интенсивность ее внешнего тепломассообмена при сохранении расходов технологических сред.

6. Рассмотреть возможность разработки методики идентификации режима тепломассообмена путем анализа структуры струи.

7. На основе результатов по пунктам 5 и 6 разработать конструктивную концепцию горелки, а также новые подходы к управлению рассматриваемыми процессами.

Во второй главе приводится описание методик исследований и экспериментальных установок, а также дан анализ закономерностей процесса внешнего тепломассообмена двойной закрученной струи с внешней средой.

Для установления закономерностей внешнего теплообмена закрученных затопленных струй, сформированных двухканальными аксиальными завихрителями с разными углами установки лопаток в каналах, использовалась методика тепловизионной диагностики. Опыты проводились на экспериментальном стенде, принципиальная схема которого приведена на рис.1.

Исследуемые струйные течения создавались сменными аксиальными завихрителями 8 с углами установки лопаток у = 15°, 30° и 45°, помещаемыми во внутренний 6 и внешний 7 каналы рабочего участка стенда, им предшествовали участки из прямых труб для стабилизации течения. Наибольший диаметр внешнего завихрителя был равен 50 мм. Конструктивные параметры крутки завихрителей пл были рассчитаны по методике, изложенной в цитируемой литературе [1], и составляли 0,173*0,827.

Применены два способа расчета эквивалентного диаметра завихрителей, отличающихся разным положением секущей плоскости; в одном случае она была перпендикулярна плоскости лопатки (а'эяв), а во втором - перпендикулярна оси завихрителя.

Скорости воздуха IV во внутреннем {индекс 1) и внешнем (индекс 2) каналах могли варьироваться раздельно в диапазоне 10-20 м/с. При этом расход воздуха регулировался изменением частоты вращения вентилятора 3 путем изменения напряжения, подаваемого на электродвигатель 2, посредством лабораторного автотрансформатора 1. Измерение расхода воздуха производилось с помощью ротаметров 4 марки РМ-15ЖУЗ.

Рис. I, Схема экспериментальной установки: I - лабораторный автотрансформатор; 2 - электродвигатель, 3 - вентилятор, 4 ротаметр;

5 - электрический воздухоподогреватель; б - внутренний канал; 7 - внешний канал;

8 - заверители; 9 - термовизу ал изируюшая сетка; 10 - тепло виню иная камера; 1] - вычислительная машина; 12 — термостат; 13 - контрольная термопара; 14-регулятор

температуры

В каждый канал были вмонтированы электрические нагреватели 5, управляемые системой автоматического регулирования, что позволило поддерживать с точностью 0,1 °С температуру рабочей среды перед обоими завихрителями одинаковой, постоянной: 0 = Ъ = 80 ПС. Температура окружающего воздуха 17^22 С.

Для определения температурного поля в изучаемом потоке

использовался метод, основанный на применении термовизуализирующей

сетки [2] При этом в газовый поток помещался датчик 9 в виде сечки из

тонких нитей, выполненных из материала с низкой теплопроводностью,

поверхность которых принимала температуру, незначительно отличающуюся

от температуры потока. Тепловое излучение от нитей сетки с помощью

9 '

тепловизионной камеры и управляющего компьютера преобразовывалось в визуальный образ, который получался трансформацией численных значений температуры путем их сопоставления со шкалой «температура-цвет». Таким образом, производились одномоментное измерение температурного поля газового потока в большом числе точек и его визуализация с разрешением 250x200. В опытах использовались: тепловизор марки ПШ8-200 (чувствительность - 0,08 °С), сетка из фторопластовых нитей диаметром 50 мкм и размерами ячейки 1><1 мм. Тепловизионные данные о температуре потока сверялись со значениями, полученными с помощью вплетенных в сетку термопар медь-константан с диаметром электродов 0,12 мм. Тарировка метода состояла в определении истинного значения степени черноты сетки, вносимого в программу обработки NewIRTIS 200. Далее термограммы обрабатывались по методике, которая позволяла выполнить «зональное разложение изображения» и выделить нужную изотермическую линию для расчета характеристик теплового взаимодействия струи и среды.

Также, в целях уточнения газодинамического механизма процесса, проводился замер полного давления в потоке с помощью пневмометрического зонда с диаметром носика 1,3 мм.

Анализ термограмм и полей полного давления (рис. 2) показал, что наибольшее влияние на структуру потока и процесс внешнего теплообмена оказывают: интенсивность крутки потока в обоих каналах; взаимное направление крутки центрального и внешнего потоков; скорость потока во внешнем канале и соотношение скоростных напоров.

Для характеристики интенсивности крутки потока завихрителями применялся предложенный А.Н. Шубой конструктивно-режимный параметр

крутки, определяемый как пС1Ь = 0.016л" Ие1-3-"^ , где Яе = \Ус1экв/у.

Для оценки интенсивности теплового взаимодействия струи с внешней средой использовался линейный коэффициент теплового взаимодействия Ки [3]. Величина Ки (рис.3) зависела от паь обоих каналов,

взаимного направления крутки, скорости потока во внешнем канале и соотношения скоростных напоров д =

Оценка систематической погрешности показала, что она составляет при определении: пс& - 6,1 %;д-4,2%; Кц- 12Д %.

61 62 63

Рис 2 Термограммы (й) и поля полного давления (б) при внешнем теплообмене для комбинации завихрите л ей. 1 - у1 = 45°, = 45°; 2 - ^ = 45е, уг - 30°; 3 - - = 15"; = W2 - 20 м/с; структурные зоны: 1.1 — основная и

1.2 - периферийная зоны обратных токов; 2.1 и2.2 - зоны выхода потока из межлопаточного пространства соответственно внутреннего и внешнего завихрите лей; 3 - зона конвективного смешения Для обобщения данных по интенсивности внешнего теплового

взаимодействия применялось предложенное А.Н. Шубой линейное число

теплового взаимодействия Nh= КиДх, где Хх - коэффициент

теплопроводности смеси, образовавшейся на стадии смешения «X»

[Вт/(м-К)],

В результате аппроксимации экспериментальных данных, проведенной методом сопряженных градиентов в диапазоне (лсш = 0,097 - 0,795; «сш = 0,203 - 0,915; = 3700 - 16300; д, = 0,29 + 8,55), было получено уравнение подобия вида

= 0,36 (2+«с™)0Л5 ПСЕ32 °'20 Яе2 т 41 (1)

где в случае противоположной крутки потоков величина пет подставляется со знаком минус.

К«, Вт/(м*Ю . _

Рис. 3. Зависимость Ки от соотношения динамических напоров 1 — БСе, = 11600;

2 - 8700; 3 - 5800; в = 0,09. Сплошная линия соответствует комбинации завихрителей: у, -45° = 45° - закрутка струи в одну сторону, а пунктирная -ух = 45° /уг = -45° - в разные

С помощью температурного метода, разработанного А.П. Баскаковым, который основан на приближенной аналогии процесса переноса тепла и вещества в турбулентном потоке, проведен анализ интенсивности смешения субстанции струи с окружающей средой.

Для количественной оценки интенсивности массообмена разработана методика, базирующаяся на следующем основании: чем выше интенсивность массообмена между теплоносителями, тем меньше при прочих равных условиях размеры области пространства, ограниченного изолинией с заданной концентрацией. Количественной характеристикой в этом случае

служит линейный коэффициент массового взаимодействия Рис [м2/с], определяемый для контрольной произвольной стадии смешения «X» как

-—-. (2)

где С 1х - массовый расход газа объединенной струи, кг/с;

Р2 - начальная плотность среды струи, кг/м3;

Ьх - периметр контрольной изотермы в продольном сечении области взаимодействия струи с потоком, м;

¿1 и с2 - исходные массовые концентрации в окруясагощей среде и струе.

Установлена взаимосвязь между характеристикой массового и внешнего теплового взаимодействия:

Лх ^ м2/с, (3)

спргвх

где вх - контрольная безразмерная избыточная температура;

Ср2 - изобарная массовая теплоемкость субстанции струи, кДж/(кг-К;.

По аналогии с линейным числом теплового взаимодействия вводим линейное число массового (диффузионного) взаимодействия:

Мсь=Ры/0, (4)

где О - коэффициент диффузии, м /с.

Соответственно линейные числа теплового и массового взаимодействия связаны:

(5)

где а - множитель, зависящий от числа степеней свободы молекул газа; к - показатель адиабаты.

Отсюда путем пересчета было получено в тех же пределах уравнение подобия для массового взаимодействия:

Мга= 5,43 (2+иоет) °'!5 па^Пе,** д^. (6)

Представленные выше уравнения подобия для тепломассообмена предназначены, прежде всего, для оценочного сопоставления интенсивности указанных процессов с участием струй, сформированных завихрителями различных типоразмеров и при различных режимах их работы.

В третьей главе рассматриваются два способа воздействия на процесс тепломассообмена струи, сформированной двойным аксиальным завихрителем, с внешней средой.

Первый из них основан на том, что меняется начало взаимодействия (сдвига вдоль оси) двух коаксиальных струй, образованных смежными каналами. Конструктивно он реализуется за счет того, что центральный завихритель выполнен подвижным (рис. 4) и может перемещаться относительно внешнего (Пат. РФ № 50634).

1 2 3 4 5 6

;;; Рис. 4. Продольный разрез модели горелки с подвижным внутренним каналом: 1 - цилиндрический корпус; 2 - внешний канал; 3:: ::: - внутренний канал; 4: - лопаточный завихритель внутреннего канала; 5 - лопаточный завихритель внешнего канала; 6 - зазор между внутренним и внешним каналами

При проведении опытов перемещение внутреннего канала осуществлялось дискретно с шагом, равным одному йэкв (одному калибру).

На рис. 5 представлены термограммы для системы завихрителей г, = 15°,уг =45° при различных положениях внутреннего канала, а на рис. б изображена столбчатая диаграмма изменения при этом величины К^. Опыты показали, что вышеописанным способом можно влиять на структуру результирующей струи и изменять интенсивность теплового взаимодействия примерно на 25 %.

Г'4' \\

^........ X

Второй способ регулирования основан на том, что изменяются условия смешения двойного закрученного потока с окружающей средой у самого корня струи. Это осуществляется с помощью перфорированной разделительной стенки в виде раструба (Пат. РФ № 53757) с изменяемой площадью отверстий (рис, 7). Воздействие на процесс смешения двух потоков производится изменением состояния перфорации раструба.

(, °С I, °с

Рис. 5. Термограмма течения в условиях внешнего теплообмена при различных положениях центрального канала (комбинация завнхрителей: у, =15°, у, =45°). А - центральный канал утоплен на 2 калибра относительно внешнего; Б - внутренний и внешний каналы находятся на одном уровне; В - центральный канал выдвинут на 1 калибр относительно внешнего; Щ = И', = 20 м/с, = 80аС и /., - 20''С

Ки, Вт/(м-К)

Рис. 6. Диаграмма изменения линейного коэффициента теплового взаимодействия Ки от

положения центрального канала (комбинация завихрителей: у, =15 ,/2 =45°); 1 - центральный канал утоплен на 2 калибра относительно периферийного, 2 - утоплен на 1,5 калибра; 3 - утоплен на 1 калибр, 4 - утоплен на 0,5 калибра, 5 - оба канала находятся на одном уровне; 6 - центральный канал выдвинут на 0,5 калибра относительно внешнего; 7 - выдвинут на 1 калибр; Щ = Ц'г = 20м/с, = 80°С 20°С

Из приведенных на рис. 8 термограмм видно, что закрытие того или иного ряда отверстий в раструбе приводит к видоизменению строения температурных областей и изменению интенсивности . теплового взаимодействия струи с внешней средой в диапазоне 20 % (рис. 9).

Была высказана гипотеза о том, что совместное применение обоих способов регулирования увеличит пределы воздействия на структуру струи и расширит диапазон изменения интенсивности тепломассообмена.

12 3 4 5 е

1 - цилиндрический корпус; 2 - внешний канал; 3 - подвижный внутренний канал; 4 - лопаточный завихритель внутреннего канала; 5 - лопаточный завихритель внешнего канала; б - раструб; 7 - регулирующие кольца; 8 - отверстия в регулирующих кольцах;

9 - отверстия в раструбе; 10, 11 - образующие конических поверхностей, на которых лежат оси отверстий в конусе и регулирующих кольцах; 12 - опорные кольца

На рис. 10 изображена столбчатая диаграмма, показывающая эффективность совмещения двух способов регулирования. Оказалось, что в условиях сохранения неизменными расходов сред по обоим каналам при совместном применении двух способов интенсивность теплового взаимодействия может быть изменена в 1,5 раза.

Было установлено, что при этом в широких пределах также меняются геометрические характеристики газового факела: угол раскрытия изменялся в 2,7 раза, а длина струи - в 2,5 раза.

Рис. 8 Термограммы потока в условиях внешнего тепломассообмена при различных настройках регулирующего раструба (комбинация завихрите лей у1 =15°,^ =45"): А - оба ряда отверстий открыты, Б - первый по ходу среды ряд отверстий открыт, второй - закрыт; В - первый ряд закрыт, второй открыт; Г - оба ряда (яруса) отверстий закрыты; = Щ = 20 м/с, /, = 80 "(7 и 12 = 20"С

Ки, Вт/(м*К)

Рис. 9. Диаграмма зависимости Ки от режима открытия раструба (комбинация завихрителей: >', =15', у2 = 455): А - оба ряда отверстий открыты; Б - первый по ходу среды ряд отверстий открыт, второй - закрыт, В — первый ряд закрыт, второй открыт; Г - оба ряда (яруса) отверстий закрыты; =И/2 - 20 м/с, = 80°С И = 20"С

Примечательно, что один и тот же уровень теплового взаимодействия может достигаться при различной структуре струи, сформировавшейся при разных положениях регулирующих органов.

Ки, Вт/(м-К)

Рис. 10. Диаграмма зависимости Ки от положения центрального канала относительно внешнего при различных вариантах открытия отверстий раструба (комбинация завихрителей г, = 15,у2 =45°);

1 - центральный канал утоплен на 20 мм, 2 - центральный канал утоплен на 10 мм, 3 - центральный канал находится на одном уровне с внешним каналом; 4 - центральный канал выдвинут на 10 мм, А - оба ряда отверстий открыты; Б - первый по ходу среды ряд отверстий открыт, второй - закрыт; В - первый ряд закрыт, второй - открыт, Г - оба ряда отверстий закрыты; УГ. = = 20 м/с, = 80° С и /, - 20"С

Следовательно, для идентификации режимов процесса тепломассообмена необходимо знать не только уровень Ки, но и структуру струи.

В четвертой главе рассмотрены вопросы практической реализации предлагаемых методов воздействия на внешний тепломассообмен и связанная с ней проблема идентификации структуры струи.

На основе приведенных выше исследований были выделены два режима взаимодействия струи с внешней средой: сомкнутый и разомкнутый. Для обоих случаев проведена схематизация структуры струи: выделены основные зоны и определяющие их размеры

При практическом определении этих показателей возникла проблема распознавания строения факела при наличии его термического следа на технологических поверхностях, например на омываемых им экранах труб.

Для решения этой проблемы разработан способ идентификации структур, основанный на том, что контуры факела подвижны (факел, как

известно, пульсирует с частотой 10-12 Гц), а его термический след меняется гораздо медленнее.

Для апробации такого метода идентификации структуры факела использовалась эжекционная атмосферная горелка 2 (рис. 11), строение пламени которой хорошо изучено, Применялась однопроводная бензиновая горелка с направляющим аппаратом диаметром 40 мм и длиной 100 мм. Горелочный аппарат располагался на расстоянии 80 мм от стальной стенки толщиной 2 мм так, чтобы факел продольно омывал стенку-поверхность нагрева. Сигнал с тепловизионной камеры 5 и видеокам кодера 6 поступал в вычислительную машину 7. В опытах использовались: тепловизионная камера ThermaCAM Р640 и видеокам кодер Sony (модель DSR-PD 170 Р). Частота формирования изображения у видеокам кодера составляла 25 кадров в секунду, а тепловизора - 60 кадров в секунду.

Оказалось, что видеосъемка позволяет определить только внешние контуры факела, тогда как тепловизор регистрировал и ее внутреннюю структуру.

Рис 11. Схема экспериментальной установка:

1 - топливный бак;

2 - зжекциониый узел;

3 - направляющий аппарат;

4 - поверхность нагрева;

5 - тепловизионная камера;

6 - видеокамкодер,

7 - вычислительная машина

Предлагаемый метод идентификации структур по тепловизионному фильму заключается в следующем: в п-м количестве кадров, взятых из те плов из ион но го фильма, во всех контрольных пикселях определялась величина дисперсии энергетической яркости я полученному значению

дисперсии присваивалась некоторая условная яркость, после чего производилось преобразование этах значений в визуальный образ температурных пульсаций факела с разложением изображения на выбранное число зон На рис, 12 представлено четырехзональное разложение дисперсии вариаций яркости факела, полученной по контрольному ряду из ста гепловизионных кадров. Подобные изображения позволяют идентифицировать строение факела, а также судить о турбулентных пульсациях его температуры по интенсивности изменения яркости пикселей

Эти подходы были применены в алгоритме управления процессами тепломассообмена в факеле.

Рис.12. Четырехзональное разложение вариаций яркости факела эжекционной бензиновой

горелки

На основе проведенных исследований разработана конструктивная концепция тарелочного устройства для котлов ТЭС с расширенным диапазоном регулирования.

Конструкция горелки создана на основе традиционного конструктивного исполнения, а в систему регулирования добавлены воздействия с помощью перемещения центрального завихрителя и раскрытия окон в регулирующем конусе. Салю управление строится на основе распознавания структур и применения уравнений подобия (1) и (6).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Проведенный комплекс исследований позволяет сделать следующие основные выводы:

1. Показано, как меняется термическая структура двойной закрученной струи, сформированной двухканальным аксиальным завихрителем в результате внешнего теплообмена с окружающей средой. Выявлены газодинамические факторы этого процесса.

2. Установлены основные закономерности изменения интенсивности внешнего теплообмена двойной закрученной струи. Полученные данные обобщены в виде уравнений подобия.

3. С помощью температурного метода, основанного на приближенной аналогии процесса переноса тепла и вещества в турбулентном потоке, проведен анализ интенсивности смешения субстанции струи с окружающей средой. Разработана методика количественной оценки интенсивности массообмена путем применения коэффициента массового взаимодействия, базирующаяся на следующем основании: чем выше массообмен между средами, тем меньше при прочих равных условиях размеры области пространства, ограниченного изолинией с заданной концентрацией. Найдена связь между характеристиками массового и внешнего теплового взаимодействия.

4. Предложены методы воздействия на интенсивность внешнего тепломассообмена с помощью перемещения завихрителя центрального канала по отношению к внешнему и посредством изменения состояния перфорации регулирующего раструба. Установлены диапазоны регулирования каждого метода в отдельности и при их совместном применении.

5. Разработана методика идентификации режима тепломассообмена в рассмотренных системах путем анализа структуры результирующей струи, которая позволяет также оценить интенсивность турбулентных пульсаций, их локализацию в факеле.

6. Созданы конструктивная концепция горелочного устройства с расширенным диапазоном управления и разработан принцип регулирования внешнего тепломассообмена создаваемого им факела.

7. Отдельные результаты работы реализованы в ОАО «ТПС - 9» при разработке проектов модернизации горелок энергетических котлов.

Список цитированной литературы:

1. Аэродинамика закрученной струи/ под ред. Р.Б. Ахмедова М.: Энергия, 1997. 240 с.

2. Жилкин Б.П. Применение тепловизора для определения температурных полей газовых потоков/ Б.П. Жилкин, И.Д. Ларионов, А.Н. Шуба // Приборы и техника эксперимента. 2004. № 4. С. 136-137.

3. О коэффициенте теплового взаимодействия факела со средой топочных газов / Б.П. Жилкин, Б.В. Берг, JI.B. Лаптева, А.Н. Шуба // Тепломассообмен в энергетических устройствах: тр. IV Минского международного форума по тепломассообмену. Минск: АНК "МТМО им. А.В. Лыкова» НАНБ, 2000. Т.10. С. 345-348. '

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Chemical and physical methods to improve the efficiency of ignition and combustion of fùel-air mixtures in power installations/ V.L. Shulman, M.B. Degterev, B.P. Zhilkin, A.V. Tzaitzev, and K.V. Tzaitzev// Combustion and Atmospheric Pollution / [Edited by G.D. Roy, S.M. Frolov,

A.M. Starik], Moscow: TORUS PRESS Ltd., 2003. P. 361-363.

2. Enhancement of gas-jets ignition capability in power facilities/ A.V. Zaitsev, K.V. Zaitsev, M.Yu. Konovalov, Kh. Dashpuntsag, A.N. Shuba,

B.P. Gzhilkin// Industrial heat engineering. 2003. Vol.5, №4. P. 36-38.

3. Термическое строение прямоточных закрученных струй, развивающихся в сносящем потоке/ Б.И. Зыскин, С.С. Скачкова, К.В. Зайцев, Б.В. Берг, Б.П. Жилкин // Вестник УГТУ-УПИ. 2003. №8(28). С.208-213.

4. Тепловизионная диагностика термической структуры газовых потоков/ А.В. Ефимова, А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин, Д.Н. Токарев, К.В. Зайцев, X. Дашпунцаг//Вестник УГТУ-УПИ. 2004. №3(33). С. 139-143.

5. Тепловизионная диагностика неравновесных газовых струйных потоков/ А.В. Ефимова, К.В. Зайцев, X. Дашпунцаг, Т.Ф. Богатова, Б.П. Жилкин // Тезисы докладов V Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ - 2004), Самара, 5-10 июля 2004 г. М.: Вузовская книга, 2004. С. 99-100.

6. Тепловое взаимодействие прямоточных и закрученных газовых струй с поперечным потоком/ Б.И. Зыскин, С.С. Скачкова, К.В. Зайцев, Б.В. Берг, Б.П. Жилкин // V Minsk International Heat & Mass Transfer Forum Proceedings MMF-2004. Section №1 "Convective Heat & Mass Transfer". 1-30. [Электронный ресурс] - Электрон, дан. Минск: АНК «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАНБ»,

2004. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM); 12 см. - Системн. требования: ЮМ PC Pentium; Windows (2000, Me, XP); Adobe Acrobat Reader (5.05, 6.0).

7. Тепловое взаимодействие двойных закрученных струй с окружающей средой/ А.В. Ефимова, К.В. Зайцев, Т.Ф. Богатова, Б.П. Жилкин // Тезисы докладов Второй Российской конференции «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках», Москва, 15-17 марта 2005 г. М.: МЭИ, 2005. С.150-151.

8. О возможности аэродинамического управления интенсивностью теплообмена в закрученных струях/ Д.Н. Токарев, А.Н. Шуба, X. Дашпунцаг, К.В. Зайцев, Б.П. Жилкин, Т.Ф. Богатова. // Вестник УГТУ-УПИ. 2005. №4(56). С. 57-62.

9. О процессах теплообмена в затопленных газовых струях, сформированных двойными аксиальными завихрителями/ X. Дашпунцаг, К.В. Зайцев, Д.Н. Токарев, Б.П. Жилкин // Вестник УГТУ-УПИ. 2005. №4(56). С. 68-71.

10. Оптимизация теплообмена в затопленных газовых струях, сформированных двойными аксиальными завихрителями/ Дашпунцаг X., Зайцев К.В., Токарев Д.Н. Жилкин Б.П., Берг Б.В. // Сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых, 7-10 декабря 2004 г. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004 С. 99-100.

11.0 возможности управления интенсивностью теплообмена затопленных струй, создаваемых двойными аксиальными завихрителями/ Дашпунцаг X., Зайцев К.В., Жилкин Б.П., Богатова Т.Ф. // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: тр. XV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева, 23-27 мая 2005г, Калуга, Россия. М.: МЭИ,

2005. С. 327-328.

12.Characterictics of heat exchang of the flooded gas jets generated by duble axial swirlers/ D. Khishigsaikhan, K.V. Zaitsev, T.F. Bogatova, Ch. Dashpuntsag, B.P. Zhilkin, T.Rinchinjugder // The proceedings of the International Scientific Conference on Power Industry and Market Economy, May 04-07, 2005, Ulaanbatar. Mongolia, 2005. P. 401-406.

13.Hydrodynamics and heat exchange characteristics of coaxial swirl jets / B.P. Zhilkin, H. Dashpuncag, K.V. Zaitsev, T.F. Bogatova, A.N. Shuba // Proceedings of the 4th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. Cairo, Egypt, 2005, paper №ZB1.

[Электронный ресурс]. Cairo, Egypt: Proceedings of the HEFAT-2005 (4th International Conference of Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Cairo, Egypt, 19-22 September, 2005) Edited by: J.P. Meyer and A.G. Alan - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM): 12 см -Системн. требования: Pentium 350 MHz CPU PC, 64 Mb RAM, 8 Mb Graphics Card, Super VGA Monitor. Windows (2000, Me, Xp); Adobe Acrobat Reader (5.05; 6.0).

14.Жилкин Б.П. О возможности управления интенсивностью теплового взаимодействия между струей, создаваемой двойным коаксиальным завихрителем, и внешней неподвижной средой / Б.П. Жилкин, К.В. Зайцев, В.Ю. Миренский //Электронный журнал «Исследовано в России», 090, стр. 862-871, 2006 г. Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/090.pdf.

15.Пат. 50634 RU, МПК F23D 17/00. Горелка / Жилкин Б.П., Зайцев К.В., Ларионов И.Д. Заявл. 12.07. 05; опубл. 20.01. 06, Бюл. №2.

16.Пат. 53757 RU, МПК F23D 17/00. Горелка / Жилкин Б.П., Зайцев К.В., Ларионов И.Д., Шавкунов В.В. Заявл.14.11. 05; опубл. 27.05. 06, Бюл. №15.

ИД №06263 от 12.11.2001 г.

Подписано в печать 21.02.2007 Бумага типографская Уч.-изд. л. 1,12

Формат 60x84 1/16 Офсетная печать Усл. печ. л. 1,39

Тираж 100 Заказ 18 Бесплатно

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Зайцев, Кирилл Валерьевич

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Гидродинамическая структура двойной затопленной закрученной струи и ее характеристики.

1.2. Теплообмен и смешение двойной закрученной струи.

1.3. Воздействие на структуру и тепломассообмен двойной закрученной струи.

1.4. Постановка задач исследования.

2. ВНЕШНИЙ ТЕПЛОМАССООБМЕН ЗАТОПЛЕННЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ СТРУЙ.

2.1. Описание экспериментальной установки и методики исследования.

2.2. Влияние геометрических и режимных факторов на термическую структуру закрученных струй.

2.3. Закономерности внешнего теплообмена.

2.4. Характеристики массообмена.

3. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ДВОЙНОЙ ЗАКРУЧЕННОЙ СТРУИ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ.

3.1. Регулирование внешнего тепломассообмена струи путем перемещения центрального канала завихрителя.

3.2. Воздействие с помощью регулирующего раструба.

3.3. Комбинированное воздействие.

4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ РЕЖИМА ТЕПЛОМАССООБМЕНА ФАКЕЛА С

ТОПОЧНОЙ СРЕДОЙ И КОНСТРУКТИВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ ГОРЕЛКИ.

4.1. Идентификация режима процесса тепло- и массообмена по структуре струи.

4.2. Конструктивная концепция управляемой горелки.

Введение диссертация по физике, на тему "Внешний тепломассообмен струй, сформированных двойными аксиальными завихрителями"

Для стабилизации структуры факела, равномерного заполнения им топочного пространства в энергетических установках часто используют вихревые горелки с двух- и многоканальными подводами топлива и воздуха. Их применение позволяет увеличить качество управления процессами, протекающими в топке котельного агрегата, а следовательно, повысить экономические и экологические показатели данных установок. Термическая и концентрационная картины, складывающиеся в топочном пространстве, состав уходящих газов и локальные тепловые потоки к технологическим поверхностям определяются внутренним и внешним тепломассообменом струи, соответственно между образующими ее коаксиальными потоками и со средой дымовых газов, а также теплообменом с нагреваемыми элементами топки.

Из указанных процессов практически отсутствуют количественные сведения о внешнем конвективном тепломассообмене результирующей струи с окружающей средой, и поэтому не разработаны ни инженерные методики расчета, ни эффективные способы управления этим процессом.

Следует отметить, что в известных горелках регулирование топочных процессов производится с изменением расходов среды по каналам, а также их соотношения, что приводит к изменению теплопроизводительности горелочного устройства. Вместе с тем, технически необходимы способы регулирования, при которых мощность горелки остается неизменной, т.е. управление теплообменом факела с топочной средой при сохранении неизменной тепловой производительности.

Сведения, имеющиеся в литературе, не дают четких представлений о газодинамических факторах теплообмена струи с окружающей средой. Также практически нет данных о горелках, способных менять, без изменения собственной мощности, структуру, формируемого ей факела и его теплообмен с топочной средой.

Целью работы является расширение представлений о гидродинамической и термической структуре струи, сформированной двухканальным аксиальным завихрителем, в условиях внешнего тепломассообмена, установление закономерностей данного процесса и разработка на этой основе методов воздействия на его интенсивность и конструктивной концепции горелочных устройств с расширенным диапазоном регулирования и возможностью влияния на топочный процесс без изменения мощности горелки.

Научная новизна основных положений работы заключается в том, что автором впервые:

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные создают основу для разработки инженерных методик расчета и проектирования горелочных устройств, а также позволяют оптимизировать параметры топочного процесса с участием струй, сформированных двойными аксиальными завихрителями, что в совокупности с предложенными методами влияния на уровень теплового и массового взаимодействия струи с нагреваемой средой дает возможность повысить эффективность сжигания топлива в котлах ТЭС и других энергетических устройствах. Отдельные результаты работы уже реализованы в ОАО ТГК - 9 при разработке проектов модернизации горелок энергетических котлов.

Автор защищает:

- методику количественной оценки интенсивности массообмена при смешении струи с окружающей средой;

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались и были представлены на 3th International Conference "Industrial Heat Engineering" (Ukraine, Kiev, 2003); International Symposium on Combustion and Atmospheric Pollution (Russia, St.Peters-burg, 2003); Международной научно-технической конференции «80 лет Уральской энергетике. Образование. Наука» (Россия, Екатеринбург, 2003); V Minsk International Heat & Mass Transfer Forum MMF-2004 (Belarus, Minsk, 2004); V Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях NPNJ - 2004 (Россия, Самара, 2004); Второй Российской конференции «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках» (Россия, Москва, 2005); International conference «Power industry and market economy» (Mongolia, Ulaanbaatar, 2005); XV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН А.И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (Россия, Калуга, 2005); 4th International Conference of Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (Egypt, Cairo, 2005).

Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе в 4 источниках, рекомендованных ВАК. Получены два патента РФ.

Диссертационная работа была выполнена на кафедрах «Теоретической теплотехники» и «Тепловые электрические станции» и проведена в рамках выполнения г/б темы № 1686 (гос. per. № 01200205928) «Создание теоретических основ теплотехнических процессов использования энергии топлива и других энергоресурсов с целью создания эффективных методов энергосбережения и экологически чистых энерготехнологий.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю: д.ф-м.н. профессору Жилкину Б.П. за доброжелательное отношение и плодотворную совместную работу.

Автор благодарит Зайцева В.А., Берга Б.В., Миренского В.Ю., Шульмана B.JL, Богатову Т.Ф. за техническую поддержку и доброжелательное отношение.

Автор благодарит Зайцева А.В., Хишигсайхан Д., Зыскина Б.И., Ефимову А.В., Токарева Д.Н. за совместную работу.

Особую благодарность автор выражает Толмачеву Е.М. за то, что он, не считаясь со временем, скрупулезно ознакомился с диссертационной работой и сделал много ценных замечаний.

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ литературных данных и комплекс проведенных исследований позволяет сделать вывод о том, что применение разработанных способов воздействия на интенсивность внешнего теплообмена с помощью перемещения центрального канала и регулирования открытием перфорации в специальном конусе, на основе анализа видео- и термоизображения, можно значительно повысить эффективность процессов управления тепломассообменом факела со средой топочных газов.

Получены следующие основные результаты:

3. С помощью температурного метода, основанного на приближенной аналогии процесса переноса тепла и вещества в турбулентном потоке, проведен анализ интенсивности смешения субстанции струи с окружающей средой. Разработана методика количественной оценки интенсивности массообмена путем применения коэффициента массового взаимодействия, базирующаяся на следующем основании: чем выше массообмен между средами, тем меньше при прочих равных условиях размеры области пространства, ограниченного изолинией с заданной концентрацией. Найдена связь между характеристикой массового и внешнего теплового взаимодействия.

4. Предложены методы воздействия на интенсивность внешнего тепломассообмена с помощью перемещения завихрителя центрального канала по отношению к внешнему каналу и посредством изменения строения регулирующего раструба. Установлены диапазоны регулирования каждого метода в отдельности и при их совместном применении.

6. Создана конструктивная концепция горелочного устройства с расширенным диапазоном регулирования и разработан принцип регулирования внешнего тепломассообмена создаваемого им факела.

7. Отдельные результаты работы реализованы в ОАО «ТГК - 9» при разработке проектов модернизации горелок энергетических котлов.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Зайцев, Кирилл Валерьевич, Екатеринбург

1. Аэродинамика закрученной струи. Под ред. Ахмедова Р.Б. М.: Энергия. 1997. 240 с.

2. Ахмедов Р.Б. Основы регулирования топочных процессов. М.: Энергия. 1977.

3. Потапов В.Н. Управление структурой потока на выходе из вихревой горелки.: Дис. канд. тех. наук. Екатеринбург. 2002.

4. Шульман В.Л. Методические основы природоохранной деятельности ТЭС. Екатеринбург.: изд Уральского университета. 2000.С.447.

5. Абрамов А.И. Елизаров Д.П. и др. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ. 2001. С.378.

6. Некоторые вопросы совершенствования энергетических вихревых горелок/ Берг Б.В., Жилкин Б.П., Потапов В.Н., Шуба А.Н.// Экология энергетики 2000. Материалы международ. Науч.прак. конференции. М.: МЭИ, 2000. С 314-315.

7. Шницер И.Н., Литовкин В.В. Образование и снижение содержания оксидов азота в пылеугольных котлах. Киев. Техника. 1986.

8. Ахмедов Р.Б. Дутьевые газогорелочные устройства. М.: Недра, 1977. С.272.

9. Потапов В.Н. Принципы создания современных горелок для факельного сжигания энергетических топлив //Проблемы сжигания углеводородных топлив: Тезисы докладов Всеросс. науч. техн. конф. М.: 1998. С.23-24.

10. Ю.Гупта А., Ашвани К., и др. Закрученные потоки. // Перевод с анг. М.: Мир. 1987. С.588.

11. П.Найденов Г.В. Вихревые горелки. Киев: Техника. 1966.

12. Щукин В.К., Халатов А.А. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричеых каналах.: М.: Машиностроение .1982.С.200.

13. Некоторые характеристики смешения закрученных газовых струй с поперечным потоком . Гневанова Л.В., Жилкин Б.П., Зыскин Б.И., Костомаров В.М., Костромской Г.А., Скачкова С.С//Тегоюмассообмен ММФ 96.

14. Хазмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. М.: Энергия. 1976.

15. Kolar V., Filip P., Currev A. G. The swirling radial jet // Appl. Sci. Res. 1982. № 4. pp. 329 335.

16. Сударев A.B., Маев В.А./Камеры сгорания газотурбинных установок интенсификация горения//Ленинград. Недра. 1990. С. 274.

17. Штым А.Н. Аэродинамика циклонно-вихревых камер. Изд. Дальневосточного Университета. Владивосток. 1985. С.200.

18. Нурсте Х.О., Иванов Ю.В., Луби Х.О. Исследование аэродинамики потока в закрученных устройствах //»Теплоэнергетика» 1978. №1. С.37-39.

19. Р.Б. Ахмедов, Л.М. Цирюльников. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив. Ленинград. Недра. 1984. С.238.

20. Свириденко А.А., Третьяков В.В. Экспериментальное исследование смешения турбулентных противоположно закрученных струй на начальном участке в кольцевом канале//ИФЖ. 1983. Том.44. №2. С.205-210.

21. Рашидов Ф.К., Кузнецов К.Г. Эффективная крутка потока на выходе из завихрителей реверсных горелочных устройств // Известия АН УзССР. Серия технических наук. 1984. №4. С.26-28.

22. Назарчук А. П., Золотницкий А. Д. К вопросу об определении структуры затопленного вихревого потока при большой степени закрутки. // Харьков: Энергетическое машиностроение, 1983. № 35. С. 42 45.

23. Экспериментальное исследование смешения коаксиальных закрученных потоков в цилиндрическом кольцевом канале / Петров С.П. // Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев. 1984. С.228-233.

24. Турбулентное смешение газовых струй. Под. ред. Абрамовича Г.Н. М.: Наука. 1974. С.272.

25. Шуба А.Н. Гидродинамика и теплообмен затопленной газовой струи, сформированной одно-и двухканальными аксиальными завихрителями.: Дисс. канд. техн. наук. Екатеринбург. 2002. С.107.

26. Жилкин Б.П. Влияние структурно-гидродинамических факторов на интенсификацию теплообмена в газовых струйных потоках.: Автореферат диссертации док.физ-мат.наук. Екатеринбург.2001. С.47.

27. Шерстюк А.Н., Тарасов Л.А. Аэродинамика слабозакрученной турбулентной струи // Теплоэнергетика. 1986. №2. С.61-64.

28. Устименко Б.П., Каймирасова С.Д. Влияние начальной крутки внутреннего и внешнего потока на аэродинамику сложной коаксиальной струи // Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Новосибирск.: 1973. Выпуск №9. С.84-90.

29. Петухов В.В., Серант Ф.А., Устименко Б.П. Исследование осредненных и пульсационных характеристик двойных коаксиальных сильнозакрученныхструй вихревых горелок // Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Новосибирск.: 1973. Выпуск №9. С.76-83.

30. Геометрические характеристики структурных образований в газовом факеле, созданном аксиальным завихрителем. Шуба А.Н., Токарев Д.Н., Устьянцев К.А., Жилкин Б.П., Берг Б.В//Проблемы энергетики.2000. №7-8. Казань. Изд КГТУ. С. 3-8.

31. Г.Н. Абрамович, С.Ю. Крашенинников, А.Н. Секундов. Турбулентные течения при воздействии объемных сил и неавтомодельности //М.: Машиностроение. 1975. С.96.

32. Зб.ОСТ 108.836.05-82. Горелки газомазутные и амбразуры стационарных паровых котлов. Типы, основные параметры и технические требования, конструкция и размеры. Методы расчета и проектирования. М.: 1982.

33. Методические указания по проектированию топочных устройств энергетических котлов. Под.ред Вербовецкого Э.Х., Санкт-Петербург.: ЦКТИ. 1996. С.270.

34. Теория и практика сжигания газа./подю редю А.С. Иссерлина// Ленинград. 1972. изд. Недра. С.375.

35. Сигал И .Я. Образование оксидов в топочных процессах при сжигании газа. Л.: Недра, 1989. С. 120.

36. Шуба А.Н., Берг Б.В., О возможности снижения вредных выбросов путем аэродинамического регулирования вихревых горелок // Науч.тр. I отчетной конф. Молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ: Сб. тез. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. С.399.

37. Спейшер В.А., Горбаненко А.Д. Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках. М.: Энергоатомиздат, 1991. 184 с.

38. Исследование комбинированного метода уменьшения выбросов окислов азота /В.А. Крутиев, Т.Б. Эфендиев, А.Д. Горбаненко и др. // Электрические станции. 1977. №4. С. 12-14.

39. Рязанов В.Т., Суслов С.М., Винтовкин А.А. Сжигание природного газа с забалластированным воздухом: Обзор, информ. (Сер. Использование газа в народном хозяйстве) / ВНИИЭгазпром. 1989. Вып. 7. 26 с.

40. Шульман B.JI., Маратканова JI.B. Регулирование процесса образования окислов азота в пылеугольном факеле аэродинамическими методами //Горение гетерогенных и газовых систем: Материалы Всесоюз. Научн-техн.конф. Ташкент. 1990. С. 49-52.

41. Ефиморва А.В. Гидродинамика и теплообмен затопленной газовой струи, сформированной одно-и двухканальными аксиальными завихрителями.: Дисс. канд. техн. наук. Екатеринбург. 2006.

42. Вулис J1.А. Аэродинамика процессов горения газа //Использование газа в народном хозяйстве. М.: ВНИИЭгазпром. 1973. Выпуск №1. С.3-31.

43. Дашпунцаг X. Гидродинамика и внутренний теплообмен закрученных струи, сформированных двухканальными аксиальными завихрителями топочных горелок.: Дисс. канд. техн. наук. Екатеринбург. 2005.

44. Пат. №2230300 РФ. Устройство для визуализации газовых потоков /А.Н. Шуба., Б.П. Жилкин и др. заявл. 10.06.04.

45. Н. Буданин, А.И. Потапов, В.И. Колчанов, Е.В. Абрамова. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука. 2002. С.472.

46. И.Е. Идельчик. «Справочник по гидравлическому сопротивлению» // Госэнергоиздат. 1960 г. С. 99.

47. Б.М. Яворский, А.А. Демлаф. Справочник по физике. М.: Наука. 1964. С.848.

48. Пат. 50634 RU, МПК F23D 17/00. Горелка / Жилкин Б.П., Зайцев К.В., Ларионов И.Д. Заявл. 12.07.2005; опубл. 20.01.2006. Бюл.№2.

49. Пат. 53757 RU, МПК F23D 17/00. Горелка / Жилкин Б.П., Зайцев К.В., Ларионов И.Д., Шавкунов В.В. Заявл. 14.11.2005; опубл. 27.05.2006. Бюл.№15.

50. Справочник по теплообменникам. Т.1. пер. с англ. Под. ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. М.: Энергоатомиздат. 1987. С.560.

51. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи: Пер. с англ.-М.: Мир, 1983.-512 с.

52. В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. Теплопередача.: Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975. - 488 с.

53. Enhancement of gas-jets ignition capability in power facilities/ A.V. Zaitsev, K.V. Zaitsev, M.Yu. Konovalov, Kh. Dashpuntsag, A.N. Shuba, B.P. Gzhilkin// Industrial heat engineering. 2003. Vol.5, №4. P. 36-38.

54. Термическое строение прямоточных закрученных струй, развивающихся в сносящем потоке/ Б.И. Зыскин, С.С. Скачкова, К.В. Зайцев, Б.В. Берг, Б.П. Жилкин // Вестник УГТУ-УПИ. 2003. №8(28). С.208-213.