Результаты исследования

2016 год. Этап 1
2017 год. Этап 2
2018 год. Этап 3

Результаты научных исследований выполнения этапа 2 "Формирование детального кинетического механизма окисления выбранных суррогатов керосина и их валидация на модельных пламёнах"

В ходе выполнения научно-исследовательской работы 2017 года (этап 2):

1. Создана база данных физико-химических свойств индивидуальных углеводородов, входящих в перечень возможных компонентов суррогата авиационного керосина.

2. Доработана методика определения нормальной скорости распространения ламинарного пламени при сжигании газообразных, жидких, смесевых, альтернативных топлив с использованием метода "Heat Flux".

Нормальная скорость распространения пламени метилциклогексана при начальной температуре ТВС 353К

3. Проведена валидация суррогатов авиационного керосина по физико-химическим свойствам и базовым характеристикам процесса горения.

Содержание компонентов, относящихся к различным классам органических соединений во фракциях керосина"

Фракция	V фракции, мл	Алканы, % об.	Циклоалканы, % об.	Непредельные углеводороды, % об.	Ароматические углеводороды, %	Примеси, % об.
1	32	52,78	25,65	0	20,23	1,31
2	60	49,9	18,53	2,41	28,61	0
3	181	65,53	10,13	0	23,67	0
4	106	90,32	0	0	8,71	0
5	69	50,17	13,32	0,79	28,86	6,57
6	32	61,46	7,89	0	14,24	16,42
Суммарное содержание в пробе		65,72	10,29	0,41	20,87	2,13

4. Создана база данных по результатам расчётно-экспериментальных исследований процесса горения суррогата авиационного керосина.

Нормальная скорость распространения пламени смеси метилциклогексан/метанол при атмосферном давлении

5. Сформирован детальный кинетический механизм окисления суррогатов керосина и выполнено расчётно-экспериментальное исследование для его валидации.

График сравнение времён задержки воспламенения суррогата и керосина в воздухе, ϕ=1, p=7.7 ± 0.7 атм.

График сравнение времён задержки воспламенения суррогата и керосина в воздухе, ϕ=2, p=8.9 ± 0.7 атм.

6. Созданы опытные образцы модельных камер сгорания.

7. Проведена доработка экспериментальной установки стенда для проведения исследований на модельной камере сгорания, включая монтаж регуляторов расхода воздуха и жидкости и подогревателя воздуха, поступающего в модельную камеру сгорания. Выполнены пуско-наладочные работы.

Экспериментальная высокотемпературная установка для изучения горения суррогатов керосина в модельных камерах сгорания

8. Проведены расчёты в программном комплексе CFD моделирования газодинамических процессов в одногорелочной камере сгорания, работающей на природном газе, с целью отработки комбинированного метода моделирования с использованием апробированной кинетической модели окисления природного газа – GRI 3.0.

Сравнение распределения кинетической энергии турбулентности в продольной плоскости для сетки с 3,0 миллионов элементов и сетки с 6,6 миллионов элементов

9. Отработан алгоритм совместного использования кинетического механизма горения природного газа и CFD расчёта.

Массовые концентрации CO и CO2 в зависимости от α

10. Создан и верифицирован комбинированный алгоритм расчёта по определению экологических характеристик процесса горения керосина и его суррогата на основе сравнения результатов, полученных в модельной камере сгорания с результатами численного моделирования.

Блок схема комбинированного алгоритма

11. Проведено дополнительное патентное исследование и подана заявка на выдачу патента на колонку переносного газового хроматографа.

12. Создана база данных констант химических реакций и термодинамических свойств химических веществ, достаточных для построения детального кинетического механизма, моделирующего окисление суррогатов керосина применительно к условиям работы модельной камеры сгорания (в рамках работы, выполняемой получателем субсидии за внебюджетные средства, предоставленные индустриальным партнёром 1).

13. Отработана методика отбора проб продуктов сгорания авиационного керосина в модельной камере сгорания с использованием портативного газового хроматографа (в рамках работы, выполняемой получателем субсидии за внебюджетные средства, предоставленные индустриальным партнёром 2).

14. В рамках работы, выполняемой иностранным партнёром за счёт внебюджетных средств, разработана методика определения нормальной скорости распространения ламинарного пламени при сжигании суррогатов керосина с использованием метода "Heat Flux".

Контакты