Разработка основных элементов теории процессов зажигания древесно-угольных пеллет в условиях сложного радиационно-конвективного и микроволнового нагрева
| Название НИОКТР | Разработка основных элементов теории процессов зажигания древесно-угольных пеллет в условиях сложного радиационно-конвективного и микроволнового нагрева |
|---|---|
| Аннотация | Проект ориентирован на решение проблемы негативного влияния тепловых электростанций на окружающую среду (выбросы оксидов азота (NOx) и серы (SOx)) использующих в качестве основного топлива уголь. Ранее установлено, что добавление биомассы к углю позволяет существенно снизить выход антропогенных газов. Также большие возможности дает комбинированный способ инициирования горения топлива: например, при микроволновой или плазменной подсветке топливного факела. Применение электромагнитного излучения позволит уменьшить влажность, зольность, а также понизить содержание серы, ртути, хлора и других вредных составляющих. Также при СВЧ воздействии на высоковлажное топливо возможна взрывная диспергация частиц топлива вследствие объемного парообразования. Однако применение технологий микроволновой и плазменной подсветки на тепловых электрических станциях ограничивается отсутствием общей теории воспламенения и горения существенно неоднородных по структуре топливных композитов в условиях сложного радиационно-конвективно-кондуктивно-электромагнитного нагрева. Планируется проведение экспериментальных исследований воспламенения древесно-угольных пеллет в условиях, соответствующих камерам сгорания котельных агрегатов при микроволновом воздействии. С этой целью будут сконструирован и изготовлен экспериментальный стенд для изучения процессов зажигания и горения композиционных топлив в условиях сложного нагрева. В экспериментах будут моделироваться процессы, протекающие при зажигании древесно-угольных пеллет при комбинированном нагреве (конвекция/излучение/ЭМ-воздействие). Это позволит детально изучить все стадии термической подготовки, протекающие в индукционный период времени в условиях, сложного радиационно-конвективно-ЭМ (РКЭ) нагрева. Также будут определены необходимые для стабильного воспламенения температура внутрикотловой среды, оптимальное соотношение состава пеллеты в системе уголь/древесина. В результате экспериментальных исследований будут определены времена задержки воспламенения пеллеты и выделены основные этапы термической подготовки в зависимости от основных факторов (концентрации и марки угля, вида и влажности древесины, температура среды) в условиях сложного теплообмена. По результатам анализа экспериментальных результатов будет сформулирована новая двухтемпературная математическая модель физико-химических процессов тепломассопереноса, протекающих совместно в условиях интенсивных фазовых (испарение воды) и термохимических (термическое разложение органической части топлива, термохимическое взаимодействие водяных паров и углерода кокса, окисление продуктов пиролиза) превращений при радиационно-конвективном-ЭМ нагреве топливной пеллеты. Будут решены соответствующие задачи зажигания. Верификация математической модели будет проводиться путем сравнения результатов экспериментов и теоретических следствий. По результатам вычислительных экспериментов будут определены критические характеристики зажигания и горения пеллет, приготовленных из различных углей (как по марке, так и по месторождениям) и древесины (хвойные, лиственные породы). В результате выполнения проекта будет сформирована база данных по условиям зажигания и разработаны рекомендации по выбору конструктивных характеристик камер сгорания котельных агрегатов. Последние (в перспективе) могут стать основой при проведении опытно-конструкторских работ по новым энергоэффективным и экологоперспективным котельным агрегатам. По результатам исследований в рамках проекта планируется получить патент на сконструированных экспериментальный стенд. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 3000.0 |
| Дата начала | 2025-09-15 |
| Дата окончания | 2027-06-30 |
| Номер контракта | 25-79-00127 |
| Дата контракта | 2025-09-15 |
| Количество отчетов | 1 |
| УДК | 621.1.016 |
| Количество просмотров | 106 |
| Руководитель работы | Косторева Анастасия Андреевна |
| Руководитель организации | Сухих Леонид Григорьевич |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-10-27 09:01:52 UTC, 2025-10-27 09:01:52 UTC |
| ОКПД | Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области прочих естественных наук, прочие, не включенные в другие группировки |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | ПЕЛЛЛЕТА; ДРЕВЕСИНА; БИОМАССА; УГОЛЬ; ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ ЗАЖИГАНИЯ; ГОРЕНИЕ; РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ; АНТРОПОГЕННЫЕ ГАЗЫ; ПРОЦЕССЫ ТЕПЛО-И МАССОПЕРЕНОСА |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 44.31.03 - Теоретические основы теплотехники |
| OECD | — |
| OESR | Энергетика и топливо |
| Приоритеты научно-технического развития | б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения; |
| Регистрационные номера | — |