Исследование особенностей вторичного дробления капель органоводоугольного топлива с целью совершенствования технологий его сжигания в арктических условиях

Вторичное измельчение капель жидкостей встречается в различных приложениях, например, при распылении топлив в топках котлов, системах охлаждения, двигателях внутреннего сгорания. Широкое применение схем вторичного измельчения капель органоводоугольного топлива (ОВУТ) в промышленных теплоэнергетических системах может способствовать снижению экологических и экономических показателей горения. Целью настоящего проекта является исследование особенностей вторичного дробления капель ОВУТ с целью совершенствования технологий его сжигания в арктических условиях. Для достижения поставленной цели, во-первых, планируется проведение расчетных исследований, направленных на установление влияния реологических свойств ОВУТ на деформацию и распад. Во-вторых, будут установлены режимы распада капель, рассчитаны поля скорости в окрестности и в следе за каплями на различной стадии разрушения, получены важных данных о периоде индукции разрушения. Используемая численная методика основана на VOF-методе для разрешения межфазной границы, LES модели для описания турбулентности и технологии адаптированных динамических сеток для разрешения образующихся мелких капель. Для описания неньютоновских свойств ОВУТ будет использоваться модель Хешеля-Балкли. Научной новизной проекта является установление влияния реологических свойств ОВУТ на деформацию и распад струй и отдельных капель данного топлива, полученных с помощью математического моделирования. В результате выполнения проекта ожидаются следующие результаты: будут получены результаты расчетных исследований влияния реологических свойств на деформацию и распад капель ОВУТ, установлены режимы распада капель, и будут определены характеристики дробления. Будут рассчитаны поля скорости газа в окрестности и в следе за каплями на различной стадии разрушения. Будут получены важные данные о периоде индукции разрушения. Будет выполнен анализ процессов развития неустойчивостей и деформации капли на основе данных численного моделирования. Полученные результаты могут быть применены при создании топок, для эффективного сжигания ОВУТ в котлах малой и средней мощности, в задачах проектирования и оптимизации уже существующих котлов на ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС, тем самым решая проблему утилизации отходов нефтяной и угледобывающей отраслях. Что приведет к улучшению экологической ситуации в регионе за счет снижения вредных выбросов в атмосферу.