Йынды ұлу тәріздес аппараттың есептеулер нәтижесі

Есептеу аймағына кірерде барлық фазалар үшін белгіленген шығын, шығарда белгіленген қысым орнатылған. Модельдің қатты қабырғаларында газ және дисперсті фазалар үшін жабысу шарты берілген. Қабырғаларға жақын ағынның пульсациялық сипаттамаларын анықтау үшін қабырғалық функциялар әдісі қолданылды.

25-28 суреттерде ұлу тәріздес аппараттың плазмотронның осінен бастап саналатын бұрылу бұрышы 0-45° болатын нұсқалар үшін есептеу нәтижелері көрсетілген.

Сурет 25. Ұлу тәріздес аппараттың бұрылу бұрышы 0° тең болғандағы аэроқоспаның ағынын есептеу нәтижелері:

а – қондырғының орны; б – ұлу тәріздес аппараттың және аэроқоспаның плазмалық тұтану камерасының ішкі бетіне жақын жердегі дисперсті фазаның көлемдік концентрациясы; в – дисперсті фазаның көлемдік концентрациясының изобеті f = 7%

Сурет 26. Ұлу тәріздес аппараттың бұрылу бұрышы 15° тең болғандағы аэроқоспаның ағынын есептеу нәтижелері:

а, б – белгілеулерді 7-суреттен қара; в – f = 10%

Сурет 27. Ұлу тәріздес аппараттың бұрылу бұрышы 30° тең болғандағы аэроқоспаның ағынын есептеу нәтижелері: а, б – белгілеулерді 7-суреттен қара; в – f = 6%

Сурет 28. Ұлу тәріздес аппараттың бұрылу бұрышы 45° тең болғандағы аэроқоспаның ағынын есептеу нәтижелері:

а, б – белгілеулерді 25-суреттен қара; в – f = 6,5%

Көмір шаңының максималды концентрациясы шаңның айналуы жүретін ұлу тәріздес аппаратта байқалады (25, а суретті қара). Көмір бөлшектері жиналған сайын олардың әрекеттесуі қарқынды бола бастайды. Осы әрекеттесуді тіркеу бөлшектердің плазмотрон каналына шығуын дұрыс сипаттауға мүмкіндік береді. Бөлшектердің негізгі шығатын жері – ұлу-конфузор ауысуы. Конструкцияның бұл ерекшелігі бөлшектердің «бұрауының» қалыптасуын анықтайды. Бөлшектердің қозғалысының сипатын көмір бөлшектерінің ұлу тәріздес аппаратының және аэроқоспаның плазмалық тұтануының камерасының (25, б суретті қара) ішкі бетіне жақын жерде көлемдік концентрацияларының таралуы бойынша, сонымен қатар көмір бөлшектерінің көлемдік концентрациясының изобеті f көрсетілген 25, в суреттен көрсетуге болады.

Каналға шыққаннан кейін инерциялық күштердің әсерінен бөлшектер спиральдің қабырғасы бойымен қозғалады. Көмір бөлшектерінің траекториялары олардың өлшемдеріне тәуелді болады. Майда фракцияның бөлшектері канал қабырғасымен бірқалыпты таралған. Бөлшектердің өлшемі артқанда шаң-көмірлі ағынның қозғалысы «бұрау» түрге ие болады.

Сурет 29. Көмір шыңының көлемдік концентрациясының изобетінің ұлу тәріздес аппараттың бұрылу бұрышына тәуелділігі

Сурет 30. Бастапқы (а) және көмір салынғаннан 5 минуттан кейінгі (б) шаң-көмірлі шырақ. Шырақтың ядросындағы температура, °С: а – 835; б – 1022

25, в -28, в суреттерін салыстырғанда құбырдағы көмір шаңының негізгі шоғыры ұлу тәріздес аппаратының бұрылу бұрышына тәуелді болады (сурет 29). Мұны 25-28-суреттердегі көмір шаңының көлемдік концентрациясының таралуы және изобеті көрсетеді. 29-суреттен көрініп тұрғандай, плазмотроннан шырақтың шығу аймағына аэроқоспа «бұрауының» салыстырмалы түрде түсуінің оңтайлы нұсқасы ұлу тәріздес аппараттың бұрылу бұрышы 15° (26-суретті қара), бұл кезде плазмотрон қимасы арқылы өтетін көмір шаңының үлесі жалпы массаның 19,5%-ын құрайды.

Сандық есептеулер нәтижелері негізінде Алматы ЖЭО-2 БКЗ-420 қазанындағы үш ПОЖ-нің ұлу тәріздес аппараттары жоғары күлді Екібастұз көмірінің плазмалық тұтануының сынауларын жүргізу үшін плазмотрон осіне қатысты 15°-қа бұрылды. Сынаулар кезінде плазмотрондар әрқайсысы 190кВт орташа қуаттылықпен жұмыс істеді. Әр ПОЖ арқылы көмір шаңының шығыны 2,5-3,1 т/сағ құрады, қалыпты жағдайда біріншілік ауаның шығыны – 2240-2640 м³/сағ [12], екіншілік ауаның шығыны нақты 40%. Сынаулар нәтижелері ұлу тәріздес аппараттардың 15°-қа тең оңтайлы бұрылу бұрышында шаң-көмірлі шырақтың тұрақты тұтануы қамтамасыз етілетінін көрсетті (сурет 30). Суреттен көрініп тұрғандай, шырақтың жарықтығы артып отырған (шырақ ядросының температурасы 1022°С-ге жеткен), ал шырақтың жарқыраған бөлігінің ауданы шамамен 1,5 есе артты.