Спосіб спалювання палива

Спосіб спалювання палива шляхом збудження в камері згоряння акустичних коливань із певним спектром частот і амплітуд, який включає попереднє визначення спектра власних частот камери згоряння й амплітудно-частотної характеристики факела та підтримку частот акустичних коливань аналогічних спектру власних частот камери згоряння, який відрізняється тим, що акустичні коливання, що збуджуються в камері згоряння, спрямовують на факел, а відбиті акустичні коливання зі спектром частот і амплітуд, більшим від спектра коливань, що збуджуються у камері згоряння, також спрямовують на факел і підтримують спектр частот і амплітуд відбитих акустичних коливань аналогічним амплітудно-частотній характеристиці факела, при цьому частоту й амплітуду відбитих акустични х коливань визначають із формули: Корисна модель відноситься до промислової теплоенергетики й може бути використаний для спалювання газоподібного палива в топкових пристроях паливовикористовуючи х агрегатів різних галузей промисловості. Винахід дозволяє поліпшити якість спалювання газоподібного палива за рахунок зниження недопалу й підвищити теплову економічність паливовикористовуючого агрегату за рахунок збільшення теплового к.к.д. і зниження питомої витрати палива. Заявляється група винаходів, зв'язаних загальним винахідницьким задумом, одне з яких спрямовано на здійснення іншого. Головним об'єктом у групі є спосіб, на здійснення якого спрямований пристрій. Відомий спосіб спалювання палива, що включає інтенсифікацію процесу горіння під дією звукових коливань, які спрямовують у зону горіння, який відрізняється тим, що з метою підвищення ефективності впливу, звукові коливання подають на зустріч р уху полум'я [Авторское свидетельство СССР №310089, кл. F23d13/00, 09.08.69, Бюл. №23]. У відомому способі при інтенсифікації процесу горіння не враховуються амплітудно-частотні характеристики камери згоряння й факела, що робить характер інтенсифікації випадковим і не дозволяє повною мірою реалізувати переваги спалювання палива під впливом звукових коливань. Найбільш близьким по технічній сутності до способу, що заявляється, є спосіб спалювання палива шляхом збудження в камері згоряння акустичних коливань із певним спектром частот і амплітуд, який включає попереднє визначення спектра власних частот камери згоряння й амплітудночастотної характеристики факела та підтримку частот акустичних коливань аналогічним спектру власних частот камери згоряння [Авторское свидетельство СССР №1361424, кл. F23С11/00, 23.12.87, Бюл. №47]. Недоліком даного способу є відсутність ура хування при збуджені акустичних коливань спектра амплітудно-частотної характеристики факела, тому що коливання, що збуджуються в камері згоряння, аналогічні тільки спектру власних частот камери згоряння. Крім того, у відомому способі не n2 × A 2 = 2 ×I , r × c × kF (19) UA (11) 25300 (13) U де n - частота відбитих акустичних коливань; A - амплітуда відбитих акустичних коливань; I - сила звуку акустичних коливань, що збуджуються; r - щільність середовища; c - швидкість звуку; k F - коефіцієнт, що враховує ступінь відбиття акустичних коливань. 3 25300 враховуються відбиті коливання від стінок камери згоряння, що також, як і попередній недолік, знижує ефективність позитивного впливу акустичних коливань, що збуджуються, на процес горіння. В основу корисної моделі поставлене завдання поліпшення якості спалювання газоподібного палива. Технічний результат полягає в збуджені в камері згоряння акустичних коливань, спрямованих на факел і використанні відбитих акустичних коливань зі спектром частот і амплітуд більшим спектра, що збуджуються у камері згоряння, які також спрямовані на факел. Поставлене завдання досягається тим, що у відомому способі, шляхом збудження в камері згоряння акустичних коливань із певним спектром частот і амплітуд, що включає попереднє визначення спектра власних частот камери згоряння й амплітудно-частотної характеристики факела й підтримку частот акустичних коливань аналогічним спектру власних частот камери згоряння, відповідно до винаходу акустичні коливання, що збуджуються в камері згоряння, спрямовують на факел, а відбиті акустичні коливання зі спектром частот і амплітуд більшим спектра коливань, що збуджуються у камері згоряння, також спрямовують на факел і підтримують спектр частот і амплітуд відбитих акустични х коливань аналогічним амплітудно-частотній характеристиці факела, при цьому частоту й амплітуду відбити х акустични х коливань визначають із формули: v2 × A 2= 2 ×I , r × c × kF де v - частота відбитих акустичних коливань; А - амплітуда відбитих акустичних коливань; І - сила звуку акустичних коливань, що збуджуються; ρ - щільність середовища; с - швидкість звуку; kF - коефіцієнт, що враховує ступінь відбиття акустичних коливань. За наявними у авторів відомостями сукупність ознак, що заявляється не відома з рівня техніки. Отже винахід, що заявляється відповідає критерію «новизна». Загальними ознаками пропонованого способу й прототипу є: збудження в камері згоряння акустичних коливань із певним спектром частот і амплітуд, визначення спектра власних частот камери згоряння та амплітудно-частотної характеристики факела й підтримка частот акустичних коливань аналогічним спектру власних частот камери згоряння. Відмінними ознаками способу, що заявляється, є те, що акустичні коливання, що збуджуються в камері згоряння спрямовують на факел, а відбиті акустичні коливання зі спектром частот і амплітуд більшим спектра коливань, що збуджуються у камері згоряння, також спрямовують на факел і підтримують спектр частот і амплітуд відбитих акустичних коливань аналогічним амплітудночастотній характеристиці факела. Необхідність відмінних ознак пропонованого способу обумовлена наступними причинами. Спрямування акустичних коливань, що збуджуються безпосередньо на факел забезпечує 4 максимальний ефект їхнього впливу на процес горіння, тому що спрямованістю знижується розсіювання коливань, що збуджуються у камері згоряння. Зниження розсіювання забезпечує також мінімальні енергетичні витрати на генерацію коливань, що робить застосування коливань, що збуджуються більше економічним з енергетичної точки зору. Крім того, спрямування коливань, що збуджуються, безпосередньо на факел створює по периметрі камери згоряння на рівні факела стійке відбиття коливань від стінок камери згоряння, що надає можливість їхнього використання разом з первинними коливаннями, що збуджуються, для позитивного впливу на процес горіння. При цьому створюються умови для підтримки спектра частот і амплітуд відбити х акустичних коливань аналогічним амплітудно-частотній характеристиці факела, при яких максимально розкривається ефект використання відбитих коливань за рахунок резонансу, що виникає внаслідок збігу відбитих коливань і коливань у середовищі факела. Значення частот і амплітуд відбитих акустичних коливань, які повинні бути аналогічні амплітудно-частотній характеристиці факела, і необхідні для створення конструктивних умов у камері згоряння для дотримання умов аналогії, визначаються з формули: v2 × A 2 = 2 ×I , r × c × kF де v - частота відбитих акустичних коливань; А - амплітуда відбитих акустичних коливань; І - сила звуку акустичних коливань, що збуджуються; ρ - щільність середовища; с - швидкість звуку; kF - коефіцієнт, що враховує ступінь відбиття акустичних коливань. Таким чином, у сукупності, за рахунок спрямованого впливу коливань, що збуджуються, а також стійкого й спрямованого відбиття коливань із урахуванням амплітудно-частотної характеристики факела створюються умови для максимальної реалізації позитивного ефекту акустичних коливань на процес горіння палива. Сутність корисної моделі, що заявляється, не випливає явно з відомого авторам рівня "техніка". Спосіб, що заявляється, наприклад, при спалюванні газоподібного палива в камері згоряння парового котлу, здійснюється в таким чином. Визначають спектр власних частот і амплітуд камери згоряння й амплітудно-частотну характеристику факела, по яких обчислюють частоти й амплітуди відбитих акустичних коливань із формули: v2 × A 2 = 2 ×I , r × c × kF де v - частота відбитих акустичних коливань, Гц; А - амплітуда відбитих акустичних коливань, м; І - сила звуку акустичних коливань, що збуджуються, Вт/м 2; ρ - щільність середовища, кг/м 3; с - швидкість звуку, м/с; 5 25300 kF - коефіцієнт, що враховує ступінь відбиття акустичних коливань. При цьому формулу для обчислення частот і амплітуд відбити х акустичних коливань залежно від конкретної ситуації використовують у такий спосіб. При конструктивному розрахунку у формулу підставляється значення частоти відбитих коливань, яке рівне частоті коливань факела, а значення обчисленої з формули амплітуди використовують при визначенні конструктивних параметрів камери згоряння, необхідних для дотримання умов аналогії амплітудно-частотної характеристики факела й амплітудно-частотної характеристики відбитих коливань. При заздалегідь прийнятих конструктивних параметрах у формулу для обчислення підставляють амплітуди відбитих коливань і визначають відповідні їм частоти. Отриманий спектр частот відбитих коливань порівнюють із амплітудночастотною характеристикою факела для підтвер Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 6 дження аналогії амплітудно-частотних характеристик відбитих коливань і факела. У процесі спалювання палива при роботі котла збуджують акустичні коливання зі спектром частот і амплітуд, що співпадає зі спектром частот і амплітуд камери згоряння. Акустичні коливання, що збуджуються, спрямовують на факел і підтримують частоту акустичних коливань аналогічною спектру власних частот камери згоряння. Відбиті від стінок камери згоряння акустичні коливання зі спектром частот і амплітуд більшим спектра коливань, що збуджуються у камері згоряння, спрямовують на факел і підтримують спектр частот і амплітуд відбитих акустичних коливань аналогічним амплітудно-частотній характеристиці факела. Внаслідок спільної дії коливань, що збуджуються, і відбитих коливань досягається акустичний резонанс, що забезпечує максимальний позитивний вплив коливань, що збуджуються, на процес горіння. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601