RU2266470C1 - Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания - Google Patents
Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266470C1 RU2266470C1 RU2004111262/06A RU2004111262A RU2266470C1 RU 2266470 C1 RU2266470 C1 RU 2266470C1 RU 2004111262/06 A RU2004111262/06 A RU 2004111262/06A RU 2004111262 A RU2004111262 A RU 2004111262A RU 2266470 C1 RU2266470 C1 RU 2266470C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- emulsion
- combustion chamber
- heated
- water
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к способам получения мелкодисперсного распыливания, испарения и газификации жидкого топлива. Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания преимущественно газотурбинного двигателя заключается в том, что к топливу добавляют воду, перемешивают и образуют эмульсию. Водную составляющую эмульсии нагревают СВЧ излучением до температуры, превышающей температуру кипения при давлении в камере сгорания, с помощью подогретой воды повышают температуру топлива и после этого впрыскивают эмульсию в камеру сгорания, при этом вода, мгновенно испаряясь, увеличивает свой объем и взрывообразно распыливает подогретое топливо на капли. Топливную составляющую эмульсии нагревают до температуры, превышающей температуру кипения при давлении в камере сгорания, и после этого впрыскивают эмульсию в камеру сгорания, при этом обе составляющие эмульсии, мгновенно испаряясь, превращаются в парообразный топливный факел. Топливную составляющую эмульсии нагревают до температуры, необходимой для деструкции топлива, и после этого получившуюся дисперсную смесь с частично или полностью газифицированным горючим впрыскивают в камеру сгорания, при этом жидкие компоненты смеси, мгновенно испаряясь, образуют вместе с газообразным горючим парогазовый топливный факел. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к способам получения мелкодисперсного распыливания, испарения и газификации жидкого топлива при его использовании в камерах сгорания преимущественно газотурбинных двигателей или установок в авиадвигателестроении, энергетике и в других отраслях машиностроения.
Известен способ подготовки жидкого топлива к сжиганию (Заявка Российской Федерации RU N 95122303 от 25.12.95, кл. F 23 К 5/12, «Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию»). Описанный способ включает в себя перемешивание жидкого топлива с водой, которая играет роль ингибитора, вещества, тормозящего образование окислов азота и серы при горении.
Недостатком указанного способа является то, что вода выполняет отведенную ей роль ингибитора только на стадии горения и не принимает активного участия в процессе распыливания топлива.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ предварительной обработки топлива (Авторское свидетельство Российской Федерации SU N 1254191 от 06.07.84, кл. F 02 М 27/00, «Способ обработки топлива двигателей внутреннего сгорания»). Описанный способ включает в себя перемешивание топлива с водой перед его распыливанием. Достигаемая за счет образования и схлопывания кавитационных пузырьков однородность смеси способствует улучшению качества распыливания топлива за счет уменьшения ее вязкости.
Недостатком указанного способа является то, что вода, влияя на физические свойства смеси, активно не участвует в процессе распыливания топлива.
В предложенном авторами изобретении решается задача активного участия воды в процессе предварительного подогрева топлива для улучшения мелкости его распыливания, испарения и деструкции (газификации), а также в процессе распыливания топлива.
Технический результат, направленный на решение поставленной задачи, обеспечивается тем, что к топливу добавляют воду, перемешивают и образуют эмульсию, причем водную составляющую эмульсии нагревают СВЧ излучением до температуры, превышающей температуру кипения при давлении в камере сгорания, с помощью подогретой воды повышают температуру топлива и после этого впрыскивают эмульсию в камеру, при этом вода, мгновенно испаряясь, увеличивает свой объем и взрывообразно распыливает подогретое топливо на капли.
Кроме того, технический результат обеспечивается тем, что топливную составляющую эмульсии нагревают до температуры, превышающей температуру кипения при давлении в камере сгорания, и после этого впрыскивают эмульсию в камеру сгорания, при этом обе составляющие эмульсии, мгновенно испаряясь, превращаются в парообразный топливный факел.
Помимо этого, технический результат достигается за счет того, что топливную составляющую эмульсии нагревают до температуры, необходимой для деструкции топлива, и после этого получившуюся дисперсную смесь с частично или полностью газифицированным горючим впрыскивают в камеру сгорания, при этом жидкие компоненты смеси, мгновенно испаряясь, образуют вместе с газообразным горючим парогазовый топливный факел.
Сущность предложенного способа заключается в следующем. На подготовленную водо-топливную эмульсию воздействуют СВЧ излучением с частотой 2.5-30 ГГц. За счет поглощения энергии СВЧ излучения водой происходит ее нагревание до температуры, превышающей температуру кипения воды при давлении в камере сгорания. Часть тепла вода отдает топливу. Благодаря большой длине волны СВЧ излучения (1-12 см), нагрев потока эмульсии происходит равномерно по всему сечению канала его подачи. После впрыска эмульсии в камеру сгорания перегретые капельки воды практически мгновенно испаряются, увеличивают свой объем и разрывают окружающие слои нагретого топлива на мелкие капли. При значении абсолютного давления в камере сгорания, например, 300 кПа капли воды должны быть нагреты до 130°С и выше. Это можно сделать без кипения воды, так как давление в системе подачи топлива превосходит давление в камере сгорания.
Увеличивая мощность СВЧ излучения и время его воздействия на эмульсию, можно повысить температуру топлива до температуры, превышающей температуру его кипения при давлении в камере сгорания. Поскольку температура кипения жидкого углеводородного топлива превышает температуру кипения воды, то впрыск эмульсии в камеру сгорания под большим давлением вызывает взрывообразное испарение топлива и воды.
Для термического разложения топлива (керосина) оно должно быть нагрето выше 570 К (300°С). Чтобы нагреть воду до этой температуры без кипения, давление должно быть равно примерно 9.5 МПа; при давлении 14 МПа воду можно нагреть без кипения до 335°С, Н.Ф. Дубовкин «Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания», ГЭИ, М., Л., 1962 г., с.28. Образовавшиеся в результате деструкции топлива газы сначала просто газируют эмульсию, затем по мере усиления газификации топлива превращают эмульсию в пену и, наконец, в аэрозоль, в которой мелкие капельки воды и топлива, оставшегося жидким, взвешены в газе. При впрыске сильно нагретой дисперсной среды, содержащей газ, в камеру сгорания мгновенно образуется парогазовый топливный факел.
Перед впрыском в камеру сгорания вода из топлива не удаляется, ее присутствие не только помогает распылить топливо на мелкие капли, уменьшить сажеобразование, но и понизить эмиссию оксидов азота за счет снижения температуры пламени.
Мощность и время, в течение которого суспензия из топлива и воды должны подвергаться СВЧ излучению, а также объемная концентрация воды подбираются в зависимости от используемого способа подготовки топлива к сжиганию и требований, предъявляемых к устройству подачи топлива и в целом к двигателю.
Claims (3)
1. Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания преимущественно газотурбинного двигателя, в котором к топливу добавляют воду, перемешивают и образуют эмульсию, отличающийся тем, что водную составляющую эмульсии нагревают СВЧ-излучением до температуры, превышающей температуру кипения при давлении в камере сгорания, с помощью подогретой воды повышают температуру топлива и после этого впрыскивают эмульсию в камеру сгорания, при этом вода, мгновенно испаряясь, увеличивает свой объем и взрывообразно распыливает подогретое топливо на капли.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что топливную составляющую эмульсии нагревают до температуры, превышающей температуру кипения при давлении в камере сгорания, и после этого впрыскивают эмульсию в камеру сгорания, при этом обе составляющие эмульсии, мгновенно испаряясь, превращаются в парообразный топливный факел.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что топливную составляющую эмульсии нагревают до температуры, необходимой для деструкции топлива, и после этого получившуюся дисперсную смесь с частично или полностью газифицированным горючим впрыскивают в камеру сгорания, при этом жидкие компоненты смеси, мгновенно испаряясь, образуют вместе с газообразным горючим парогазовый топливный факел.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004111262/06A RU2266470C1 (ru) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004111262/06A RU2266470C1 (ru) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004111262A RU2004111262A (ru) | 2005-10-20 |
RU2266470C1 true RU2266470C1 (ru) | 2005-12-20 |
Family
ID=35862690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004111262/06A RU2266470C1 (ru) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266470C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527005C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-08-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания |
RU2545059C2 (ru) * | 2013-05-20 | 2015-03-27 | Владимир Анатольевич Щукин | Способ получения углеводородного автомобильного топлива |
RU2633972C1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-10-20 | Александр Васильевич Шаталов | Способ подачи топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания |
RU2807268C1 (ru) * | 2023-05-10 | 2023-11-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию и устройство для его осуществления |
-
2004
- 2004-04-14 RU RU2004111262/06A patent/RU2266470C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527005C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-08-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания |
RU2545059C2 (ru) * | 2013-05-20 | 2015-03-27 | Владимир Анатольевич Щукин | Способ получения углеводородного автомобильного топлива |
RU2633972C1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-10-20 | Александр Васильевич Шаталов | Способ подачи топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания |
RU2807268C1 (ru) * | 2023-05-10 | 2023-11-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию и устройство для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004111262A (ru) | 2005-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sathiyamoorthi et al. | Experimental study of spray analysis for Palmarosa biodiesel‐diesel blends in a constant volume chamber | |
RU2126114C1 (ru) | Устройство для распыления жидкости или суспензии и способ его получения | |
Zhang et al. | Macroscopic characterization of flash-boiling multi-hole sprays using planar laser induced exciplex fluorescence technique. Part I. On-axis spray structure | |
US6487994B2 (en) | Sub-critical water-fuel composition and combustion system | |
US6240883B1 (en) | Sub-critical water-fuel composition and combustion system | |
Zhang et al. | Quantitative measurements of liquid and vapor distributions in flash boiling fuel sprays using planar laser induced exciplex technique | |
Musalam et al. | The thermal behavior of the coal-water fuel (CWF) | |
RU2266470C1 (ru) | Способ подготовки жидкого топлива к распыливанию в камеру сгорания | |
US11149702B2 (en) | Injector of an over-enriched fuel-and-air mixture to the combustion chamber of internal combustion engines | |
Chen et al. | An experimental study the cross spray and combustion characteristics diesel and ammonia in a constant volume combustion chamber | |
Rao et al. | The effect of water on gas phase soot formation in laminar diffusion flames | |
CN108662612A (zh) | 一种多沸点燃料混合燃烧装置及其点火燃烧方法 | |
Hwang et al. | An experimental investigation on spray characteristics of waste cooking oil, jatropha, and Karanja biodiesels in a constant volume combustion chamber | |
RU2527005C1 (ru) | Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания | |
RU2807268C1 (ru) | Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию и устройство для его осуществления | |
RU2626190C1 (ru) | Способ формирования топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания | |
RU2767245C1 (ru) | Способ питания двигателя внутреннего сгорания | |
JP6041664B2 (ja) | 油焚きボイラ及び燃料油の噴霧化方法 | |
Bang et al. | An experimental investigation on the spray characteristics of DME blended biodiesel | |
Maiorova et al. | Biofuels in Aircraft Engines | |
RU2421659C1 (ru) | Способ сжигания жидкого топлива | |
Krause | THE IMPACT OF FUEL INJECTION PUMP DELIVERY RATE ON THE QUALITY OF FUEL ATOMIZATION BY A W1F-01 INJECTOR | |
Wilson et al. | Spray combustion characteristics of effervescent atomizer inside experimental furnace | |
EP3497187B1 (en) | Homogeneous solution of a treated fuel and oxygen from the air for use in a combustion chamber | |
JPS63210517A (ja) | 水中油滴型乳化燃料の速成即燃装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090415 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100505 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110728 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120415 |
|
BF4A | Cancelling a publication of earlier date [patents] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140415 |