Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) предложили новый способ подогрева топливного газа, который уменьшает выбросы вредных веществ в газотурбинных двигателях. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе научного учреждения.
Газотурбинные двигатели, широко используемые в энергетике и авиации, выделяют углекислый газ и оксиды азота, вредные для здоровья и окружающей среды. Особенно остро проблема стоит при использовании обедненных топливных смесей, где воздуха больше, чем топлива. Такие смеси сгорают не полностью, снижая эффективность двигателя и увеличивая выбросы.
Традиционно топливную смесь подогревают внутри камеры сгорания, что приводит к потерям давления и снижению эффективности. В ПНИПУ предложили подогревать топливный газ перед его подачей в камеру сгорания. Это улучшает смешивание топлива с воздухом и делает горение более стабильным.
Эксперименты проводились на специальном стенде, где изучались характеристики горения обедненных смесей. Топливо и воздух нагревались подогревателем мощностью до 50 кВт, а параметры фиксировались датчиками. Концентрация вредных веществ измерялась газоанализатором.
«Подогрев перед камерой сгорания на 24% снижает выбросы угарного газа и незначительно увеличивает выбросы оксидов азота (на 15%). Однако общий уровень токсичных выбросов остается значительно ниже, чем при традиционном высокотемпературном горении», — уточнила старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ Алена Шилова.
Ученые также разработали формулы, позволяющие точнее прогнозировать выбросы оксидов углерода и азота при низкотемпературном горении. Эти расчеты учитывают температуру топливного газа, давление в камере сгорания, объем камеры и время пребывания смеси в зоне горения. Это поможет инженерам оптимизировать работу двигателей.
Ранее российские ученые рассказали, как защитить здоровье от грязного воздуха.
