ул. Ленина, 56, 628605, г. Нижневартовск
56 Lenina str., 628605, Nizhnevartovsk
ул. Ленина, 56, 628605, г. Нижневартовск
56 Lenina str., 628605, Nizhnevartovsk
ул. Ленина, 56, 628605, г. Нижневартовск
56 Lenina str., 628605, Nizhnevartovsk
Рассмотрен вопрос применения смешения мазута с водой, т. е. эмульгоравание. Эмульгированное топливо типа «вода мазут» является перспективным альтернативным топливом, вызывая вскипание воды при высокой температуре, что может улучшить распыление топливного спрея. Процесс нагрева и испарения капли эмульгированного топлива зависит от диффузии и коалесценции мельчайших частиц воды в мазуте, которые происходят во время нагревания. Представлена модель, которая позволяет учесть процесс диффузии воды в каплях эмульгированных топлив, а также физические свойства всей среды. Модель учитывает эти важные физические явления и предлагает эффективный способ расчёта соотношения компонентов эмульсии. Она предназначена для описания нагрева и испарения капель эмульгированного топлива, такого как «вода-мазут». Процесс коалесценции воды упрощается тем, что диспергированные капли воды мгновенно объединяются в одну единственную водную субкаплю в центре капли мазута. В процессе расчёта учитываются доли содержания каждого компонента, помимо горения углеродной части мазута необходимо принять во внимание тепловыделение водяных паров, выделение водорода, диссоциацию воды и тепловой эффект от горения водорода. Эти процессы происходят в тех же соотношениях, что и в водомазутной эмульсии. Для решения поставленных задач выбран модуль ANSYS CFX, который позволяет моделировать химические реакции и процессы горения, связанные с течением жидкости. Это даст возможность детально изучить происходящие явления и определить оптимальные параметры водомазутной эмульсии, что позволит повысить эффективность работы. На основе предложенной модели проанализирован процесс горения в топочном объеме от содержания воды в эмульгированном топливе.
The issue of mixing fuel oil with water, i. e. emulsification, is considered. Emulsified fuel of the “water-fuel oil” type is a promising alternative fuel, as it causes water to boil at high temperatures, which can improve the atomization of the fuel spray. The process of heating and evaporation of a droplet of emulsified fuel depends on the diffusion and coalescence of the smallest water particles in the fuel oil, which occur during heating. The article presents a model that accounts for the process of water diffusion in droplets of emulsified fuels, as well as the physical properties of the entire medium. The model incorporates these important physical phenomena and offers an effective method for calculating the ratio of emulsion components. It is designed to describe the heating and evaporation of droplets of emulsified fuel, such as “water-fuel oil”. The process of water coalescence is simplified by the fact that dispersed water droplets instantly combine into a single water subdroplet in the center of the fuel oil droplet. During the calculations, the proportions of each component are taken into account; in addition to the combustion of the carbon content of the fuel oil, it is necessary to consider the heat release of water vapor, the release of hydrogen, the dissociation of water and the thermal effect of hydrogen combustion. These processes occur in the same proportions as in the water-fuel oil emulsion. To address the tasks at hand, the ANSYS CFX module was selected, which allows for the simulation of chemical reactions and combustion processes associated with liquid flow. This will enable a detailed study of the phenomena occurring and help determine the optimal parameters of the water-fuel oil emulsion, thereby increasing operational efficiency. Based on the proposed model, the combustion process in the furnace volume as a function from the water content in the emulsified fuel was analyzed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.