×
23.02.2019
219.016.c6d4

Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области энергетики. Изобретение может быть использовано для термообработки металлов, ремонта и изготовления ювелирных изделий, стоматологических протезов, пайки проводов, декоративного обжига столярных изделий, отжига старой краски. Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке включает генерацию микроструи водорода в цилиндрическом сопле или сопле Лаваля со сверхзвуковой скоростью истечения на выходе среза цилиндрического сопла или в критическом сечении сопла Лаваля. Струю водорода генерируют в сопле со сверхзвуковой скоростью в цилиндрическом сопле с диаметром на выходе, равным от 0,1 до 3 мм, или в сопле Лаваля с диаметром в критическом сечении, равным от 0,1 до 3 мм, а поджиг струи водорода осуществляют на удалении от выхода сопла, где образуется устойчивая турбулентная зона перемешивания струи водорода с воздухом и горение в виде оторвавшегося от сопла пламени, переходящее в стабильное турбулентное горение во всей рабочей области факела. Технический результат - стабилизация диффузионного микроструйного горения водорода на сверхзвуковых скоростях истечения микроструи и обеспечение устойчивого горения водорода. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области сжигания топлива (газообразного водорода) при сверхзвуковых скоростях истечения микроструи при ее диффузионном горении.

Изобретение может быть использовано для термообработки металлов, декоративного обжига столярных изделий, отжига старой краски, ремонта и изготовления стоматологических протезов, пайки проводов, декоративного обжига столярных изделий, отжига старой краски.

Из уровня техники известен патент, в котором заявлены способ и горелка для сжигания водорода [1]. При диффузионном горении водород и окислитель подаются в горелку, причем, кроме того, основное направление протекания определяется направлением протекания окислителя, а водород в направленном в основном перпендикулярно к основному направлению протекания поперечном потоке распределяется по отдельным зонам горения. Изобретение заключается в том, что в качестве окислителя используется воздух и поперечный поток связан с мелкодисперсным распределением по большому количеству отдельных микрозон горения.

Недостатком является: значительные технологические затраты из-за увеличения количества зон горения.

За прототип выбран способ, описанный в статье [2] в которой раскрывается сценарий сверхзвукового диффузионного горения круглой микроструи водорода. Показаны основные признаки сверхзвукового диффузионного горения круглой микроструи водорода: исчезновение «области перетяжки пламени» это область устойчивого процесса горения в ситуации дозвукового горения микроструи водорода (в данной ситуации эта область исчезает по причине отрыва (или приподнятости пламени, как принято называть данное явление в научной литературе) пламени от среза сопла - см фиг. 1, 2), отрыв пламени от среза сопла и наличие сверхзвуковых ячеек в оторвавшемся пламени. Установлена основная причина данного сценария диффузионного горения, связанная с температурным фактором, т.е. с наличием тонкостенных микросопел с малой теплоемкостью и возможностью их быстрого охлаждения, что не дает возможности существовать «области перетяжки пламени» на больших скоростях истечения микроструи.

Задачей изобретения является создание условий для стабилизации диффузионного микроструйного горения водорода на сверхзвуковых скоростях истечения микроструи и обеспечения устойчивого горения водорода, связанного с наличием тонкостенных микросопел с малой теплоемкостью и возможностью их быстрого охлаждения, что не дает возможности существовать «области перетяжки пламени» на больших скоростях истечения микроструи, а стабилизирующим фактором при этом является приподнятость (или отрыв от среза сопла) пламени и наличие сверхзвуковых ячеек.

Поставленная задача реализуется благодаря способу стабилизации диффузионного горения водорода в газовой горелке, который включает генерацию струи водорода в цилиндрическом сопле или сопле Лаваля с трансзвуковой скоростью истечения на срезе сопла, для цилиндра или критического сечения, для сопла Лаваля. Согласно изобретению струю водорода генерируют со сверхзвуковой скоростью на выходе цилиндрического сопла с диаметром от 0,1 до 3 мм или в сопле Лаваля с диаметром в критическом сечении от 0,1 до 3 мм, при достижении струи водорода сверхзвуковой скорости осуществляют поджиг на удалении от среза сопла равное порядка 50, (где l - расстояние от среза сопла, d - диаметр на срезе сопла), где образуется устойчивая турбулентная зона перемешивания и горения в виде оторвавшегося от сопла пламени.

Использование изобретения позволяет повысить устойчивость (стабильность) факела к срыву на сверхзвуковой скорости истечения микроструи водорода и возможности сохранять неизменность направленности факела в независимости от пространственной ориентации микрогорелки.

Способ стабилизации диффузионного горения водорода реализуется в газовой микрогорелке, которая показана на фиг. 1.

Диффузионная газовая горелка состоит из корпуса 1 с набором детурбулизирующих сеток 2 и хонейкомба 3 для создания сверхзвукового течения на выходе микроструи из цилиндрического микросопла 4 или сопла Лаваля 5. Микросопло 4 имеет цилиндрическую форму, либо форму сопла Лаваля 5, с диаметром выходного отверстия (либо диаметром в критическом сечении) от 0,1 до 3 мм. Водород подается в газовую горелку из баллона 6 с регулятором расхода газа 7 через измерительный прибор 8 величины объемного расхода водорода. На выходе микроструи из сопла реализуется турбулентное пламя 9 с наличием сверхзвуковых «ячеек» 10.

На Фиг. 2 - для примера, представлены теневые картины диффузионного горения водорода, истекающего из круглого выходного отверстия микросопла 4 диаметром 450 мкм (Sсопла=πd2/4=3,14×0,045 см2/4=0,0016 см2; U=Q(см3/ceк)/Sсопла (см2)=U(м/сек) при различной скорости истечения микроструи U(м/сек) показаны на фиг. 2: а - 500, b - 562, с - 625, d - 656,e - 687.

При достижении струи водорода сверхзвуковой скорости в области «ячеек», осуществляют по джиг на удалении от среза сопла (равное порядка 50), где образуется устойчивая турбулентная зона перемешивания и горения в виде оторвавшегося от сопла пламени..

Использование предлагаемого способа стабилизации диффузионного горения водорода в газовой горелке с микросоплом при поджиге водорода на удалении от среза сопла образует устойчивую зону перемешивания и горения в виде удаленного от срезом сопла пламени, обеспечивающего турбулентное сверхзвуковое горение с наличием сверхзвуковых «ячеек» во всей рабочей области факела.

Источники информации

1. Патент RU 2152559, F23D 14/22,1996 г;

2. Козлов В.В., Грек Г.Р., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г. Экспериментальное исследование диффузионного горения высокоскоростной круглой микроструи водорода. Часть 2. Приподнятое пламя, сверхзвуковое течение // Сибирский физический журнал. 2017. Т. 12, №2. С. 46-59. - прототип

Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке, включающий генерацию микроструи водорода в цилиндрическом сопле или сопле Лаваля со сверхзвуковой скоростью истечения на выходе среза цилиндрического сопла или в критическом сечении сопла Лаваля, отличающийся тем, что струю водорода генерируют в сопле со сверхзвуковой скоростью в цилиндрическом сопле с диаметром на выходе, равным от 0,1 до 3 мм, или в сопле Лаваля с диаметром в критическом сечении, равным от 0,1 до 3 мм, а поджиг струи водорода осуществляют на удалении от выхода сопла, где образуется устойчивая турбулентная зона перемешивания струи водорода с воздухом и горение в виде оторвавшегося от сопла пламени, переходящее в стабильное турбулентное горение во всей рабочей области факела.
Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке
Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке
Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 39.
10.02.2013
№216.012.2509

Узел кольцевого ввода порошкового материала электродугового плазмотрона

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно обработки порошковых материалов (напыление и наплавка покрытий; сфероидизация, испарение и плазмохимическая обработка частиц порошковых материалов) и может найти применение в металлургии, плазмохимии и машиностроительной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474983
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.08.2013
№216.012.5d5a

Способ напыления покрытия на изделие из натурального камня или из металлического материала и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способам и устройствам напыления покрытий на поверхности изделий холодным газодинамическим напылением, в том числе на поверхности художественных изделий и объемных форм из натурального камня или из металлического материала. Осуществляют формирование сверхзвукового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489519
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.692b

Многофункциональная магнитогидродинамическая (мгд) машина

Изобретение относится к области электротехники и энергомашиностроения, а именно к энергопреобразующим устройствам роторного типа. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, задачей которого является создание многофункциональной магнитогидродинамической (МГД)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492570
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7e01

Способ пиролиза углеводородного сырья

Изобретение относится к термическому пиролизу углеводородного сырья и может быть использовано в нефтехимической промышленности. Изобретение касается способа пиролиза углеводородного сырья, включающего генерацию высокотемпературного потока теплоносителя путем сжигания в камере сгорания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497930
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7fb5

Устройство для визуализации фазовых неоднородностей

Изобретение относится к оптике для визуализации фазовых (прозрачных) объектов и может быть использовано при исследовании газовых потоков, контроля качества оптических элементов. Устройство содержит одномодовый лазер, объектив, самонаводящийся фильтр Цернике, установленный в задней фокальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498366
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.01.2014
№216.012.9bec

Устройство газодинамического нанесения покрытий на внешние цилиндрические поверхности изделий

Изобретение относится к устройству газодинамического нанесения покрытий на внешние цилиндрические поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и других областях хозяйства. Устройство содержит питатель-дозатор, систему подачи рабочего газа и порошка в форкамеру (1), узел...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505622
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.a038

Электродуговой плазмотрон с водяной стабилизацией дуги

Изобретение относится к электродуговым плазмотронам с водяной стабилизацией дуги и может быть эффективно использовано при резке всевозможных металлов. Технический результат - упрощение конструкции, увеличение мощности плазмотрона, энтальпии получаемой плазмы, скорости резки. Электродуговой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506724
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.06.2014
№216.012.d61d

Способ снижения уровня звукового удара летательного аппарата (ла)

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к способам снижения уровня звукового удара от сверхзвукового летательного аппарата (ЛА). Способ снижения звукового удара включает воздействие на набегающий газовый поток перед ЛА источником энергоподвода, например лазерным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520591
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.12.2014
№216.013.13d4

Устройство адиабатического сжатия (варианты)

Изобретение относится к устройствам для реализации метода адиабатического сжатия газов и предназначено для проведения исследований условий и кинетики химических реакций в газовой фазе в широком диапазоне параметров. Устройство по одному из вариантов содержит цилиндрический реакторный модуль 1 с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536500
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.04.2015
№216.013.3e82

Способ синтеза наноразмерных частиц порошка диоксида титана

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ синтеза наноразмерных частиц порошка диоксида титана включает газофазную реакцию галогенида титана и кислорода в канале плазменного реактора и последующее охлаждение продуктов реакции в закалочном узле. Пары тетрахлорида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547490
Дата охранного документа: 10.04.2015
Показаны записи 1-7 из 7.
19.01.2018
№218.016.0bba

Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к малогабаритным устройствам пробоподготовки горючих природных газовых проб в полевых условиях и перевода опасных для транспортировки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632453
Дата охранного документа: 04.10.2017
18.01.2019
№219.016.b14f

Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке (варианты)

Изобретение относится к области энергетики. Способ стабилизации диффузионного горения водорода в газовой микрогорелке включает генерацию микроструи водорода в коническом сопле горелки с дозвуковой скоростью истечения, струю водорода генерируют в сопле с диаметром на срезе от 0,02 до 0,06 мм,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677322
Дата охранного документа: 16.01.2019
18.05.2019
№219.017.592a

Способ управления аэродинамическими характеристиками несущей поверхности и несущая поверхность

Группа изобретений относится к области аэродинамики. Несущая поверхность содержит изменяемый герметичный отсек с клапанами для подачи или отсоса воздуха. Поверхность выполнена из эластичной оболочки, закрепленной на жестком каркасе с возможностью изменения конфигурации. На участках, не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002412864
Дата охранного документа: 27.02.2011
10.07.2019
№219.017.aee6

Способ управления отрывом потока

Изобретение относится к области аэродинамики и гидродинамики. Способ управления отрывом потока на обтекаемой поверхности включает механическое воздействие на вихревое течение, возникающее в зоне отрыва, с помощью перегородок и выдува воздуха из щелевидных отверстий, расположенных на обтекаемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002328411
Дата охранного документа: 10.07.2008
12.08.2019
№219.017.be7d

Способ определения объемной активности трития в горючем природном газе или попутном нефтяном газе скважин нефтяных и газовых месторождений

Изобретение относится к области радиационного мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к получению количественных данных об объемной активности трития. Способ определения объемной активности трития в горючем природном газе или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696811
Дата охранного документа: 06.08.2019
24.04.2020
№220.018.1871

Огнетушащий порошок многоцелевого назначения и способ его получения

Изобретение относится к получению огнетушащих порошков, а именно к составам, которые могут быть использованы для тушения пожаров В, С, Д классов, а также находящихся под напряжением электроустановок (пожар класса Е). Огнетушащий порошок многоцелевого назначения включает порошкообразные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719680
Дата охранного документа: 21.04.2020
24.07.2020
№220.018.376a

Способ диффузионного горения микроструи водорода в инертной среде и устройство для его реализации

Изобретение относится к области сжигания топлива (газообразного водорода) при дозвуковых скоростях истечения микроструи (вплоть до трансзвуковых скоростей) при ее диффузионном горении. Способ диффузионного горения микроструи водорода в инертной среде включает генерацию микроструи водорода с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727259
Дата охранного документа: 21.07.2020
+ добавить свой РИД