Разработка технологии безогневого подогрева и редуцирования природного газаНИР

Technology development of fireless heating and pressure reduction of natural gas

Источник финансирования НИР

НТП: Научно-техническая программа, «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК»)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 6 ноября 2013 г.-6 ноября 2014 г. Исследование влияния различных факторов на эффективность устройства безогневого подогрева и редуцирования природного газа
Результаты этапа: Приводятся результаты исследования влияния различных факторов на эффективность устройства безогневого подогрева и редуцирования природного газа (БПР ПГ), основанного на эффекте безмашинного энергоразделения потоков. Раскрывается понятие «безмашинное энергоразделение», достоинства и недостатки традиционных способов энергоразделения, а также особенности газодинамического энергоразделения. На основе анализа уравнения теплового потока через теплопередающую стенку устройства рассматривается влияние на эффективность установки коэффициентов теплоотдачи и восстановления температуры. Представлены результаты экспериментального исследования влияния инициированных ударных волн и отрывных течений на параметры теплообмена в сверхзвуковой части устройства БПР ПГ. На основе полученных результатов сделан вывод о целесообразности организации искусственно созданных отрывных течений с целью интенсификации теплообмена в сверхзвуковом канале устройства БПР ПГ.
2 30 июня 2015 г.-31 декабря 2015 г. Разработка технологии безогневого подогрева и редуцирования природного газа
Результаты этапа: В результате выполнения НИР получены экспериментальные данные по влиянию начальных параметров воздушного потока на эффективность устройства безогневого подогрева и редуцирования природного газа (профили температуры торможения и потери полного давления на выходе из устройства). Начальная температура торможения варьировалась в диапазоне 25 - 70 градусов Цельсия. Исследования проводились для двух видов сопел с расчетными числами Маха на срезе 2.0 и 2.5. Доля массового расхода по дозвуковой стороне менялась в диапазоне 0 - 0.9. Был проведен сравнительный эксперимент и получены интегральные данные по температурному перепаду в устройстве, заполненном индуцированными скачками уплотнения и без них. В результате исследования влияния скачков уплотнения на эффективность работы устройства получено, что температурный перепад между потоками на выходе из устройства практически не уменьшается под воздействием генерируемых скачков уплотнения. Экспериментальные исследования проводились на базе лабораторного стенда в НИИ механики МГУ.
3 1 января 2016 г.-30 июня 2016 г. Разработка технологии безогневого подогрева и редуцирования природного газа
Результаты этапа: В результате выполнения НИР получены новые экспериментальные данные по величине энергоразделения в прототипе устройства безогневого подогрева и редуцирования природного газа в расширенном диапазоне параметров: начальная температура торможения 25-70 градусов Цельсия, числа Маха 2.0-2.5, относительный массовый расход 0-0.9. С уменьшением доли массового расхода по дозвуковой стороне, эффективность охлаждения увеличивается, а нагрев сверхзвукового потока уменьшается. Генерация ударных волн за счет оребрения канала практически не привела к изменению уровня охлаждения дозвукового потока, при этом несколько уменьшив нагрев сверхзвукового потока. Этот эффект можно объяснить уменьшением теплового потока через стенку в конце рабочего участка. Температура стенки сверхзвукового канала на длине от 400 до 700 мм значительно увеличивается из-за уменьшения скорости потока. Таким образом, предпочтительной является конструкция полностью расширяющегося канала. Если исключить неэффективно работающую выходную часть устройства, то с помощью оребрения в сверхзвуковом канале можно добиться уменьшения длины устройства при сохранении того же температурного перепада на выходе. Несмотря на уменьшение эффекта энергоразделения при возникновении ударных волн в сверхзвуковом канале, работоспособность устройства сохраняется. Этот факт может способствовать внедрению устройства в промышленности, поскольку устраняется риск потери работоспособности в случае непредвиденного возникновения ударных волн в сверхзвуковом канале устройства. В рамках эксперимента получено, что режим противотока работы исследуемого устройства оказывается эффективнее, чем режим прямотока на величину до 16.6%. С увеличением числа Маха на входе от 1.9 до 2.5 эффект энергоразделения в канале с оребрением возрастает на величину до 13%. Повышение температуры торможения от 40 до 70°С также привело к увеличению эффекта энергоразделение на величину до 9.4%.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".