Т. 329, № 10

Эффективные характеристики теплообмена в пористом слое теплогенератора беспламенного горения

Одним из наиболее распространенных и опасных выбросов, загрязняющих биосферу, являются жидкие углеводородные отходы. В их составе может содержаться более 200 опасных соединений, а колоссальные темпы образования производственных отходов привели к накоплению человечеством более 1 млрд т различных жидких техногенных отходов. В связи с этим назрела проблема утилизации таких жидких отходов, решение которой является одной из приоритетных задач, стоящих перед мировым сообществом. Перспективным направлением в решении этой проблемы является огневая утилизация жидких отходов в беспламенном режиме. Беспламенный режим горения обеспечивается сжиганием жидкого топлива в пористой матрице инертного наполнителя, в качестве которого использован криптол. Актуальной задачей для развития этого научного направлении и конструкторской разработки связанных с ним технических решений является исследование эффективных характеристик криптоловой матрицы. Цель работы: определение теплофизических характеристик углеродной матрицы криптола и получение аналитических зависимостей для инженерных расчетов её предварительного прогрева. Методы исследования: измерение истинных значений теплоемкости и теплопроводности криптола на анализаторе температуропроводности Discovery Flash DLF-1200 в диапазоне температур 298-573 K. Теплофизические процессы при прогреве криптоловой пористой матрицы плоским нагревательным элементом экспериментально исследовались на специально разработанном экспериментальном стенде. Рассмотрено два варианта компоновки стенда: с минимальной и максимальной интенсивностью свободной конвекции воздуха в порах. При математической обработке экспериментальных данных эффективное значение коэффициента температуропроводности выражалось из конечноразностного аналога дифференциального уравнения теплового баланса в нестационарной постановке. Результаты: получены аналитические зависимости эффективного значения температуропроводности от температуры, позволяющие рассчитывать процесс предварительного прогрева криптоловой матрицы с применением дифференциального уравнения теплопроводности, для определения расположения и необходимой мощности нагревательных элементов.

Ключевые слова:

жидкие углеводородные отходы, огневая утилизация, криптол, эффективная температуропроводность, пористые слои, теплогенераторы, углеводородные отходы, загрязнение биосферы, техногенные отходы, утилизация, жидкие отходы, беспламенное горение, углеродные матрицы, теплофизические характеристики, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, труды учёных ТПУ, электронный ресурс,

Авторы:

Хаустов Сергей Александрович

Вислогузов Руслан Ахмедович

Ивашутенко Александр Сергеевич

Долгов Сергей Викторович

Табакаев Роман Борисович

Ермолаев Антон Николаевич

Скачать PDF