Способ определения склонности топлив к выбросам загрязняющих веществ Советский патент 1987 года по МПК G01N33/22 

1352363 .2 .

Изобретение относится к машино- При этом для эталонного и исследуе- строению, а именно к способам оценок мого топлива существует свой .набор характеристик горения углеводородных значений EI и Е1 , который удоб- топлив при их сжигании в камерах его- но характеризовать величиной и рання газотурбинных двигателей (ГТД), /EIj- , Таким образом, переход

Целью изобретения является повы- с одного топлива на другой для не- шение достоверности определения склон- изменной конструкции характеризуется ности топлив к выбросам окиси угле- изменением как величины b , так и ве- рода и несгоревших углеводородов при ю личины |Ь .

сжигании в камерах сгорания газотур- Получение одной и той же величины бинных двигателей, проектируемых на полноты сгорания различных топлив заданную величину полноты сгорания сопровождается разным соотношением топлива на режиме малого газа, позво- СО и (, т.е. разной величиной , ляюпев судить об уровнях выбросов СО 15 причем это соотношение во-многом за- . и различных камер сгораний, pea- висит от элементного отношения водо- лизуищих одинаковую полноту сгорания рода и углерода в топливе (Н/С). на режиме малого газа для различных Тенденция проектирования перспек- топлив,тивных камер сгорания с учетом эколоПроведенные исследования показыва- 20 гических ограничений, т.е. со стрем-, ют, что при выполнении самолетами лением уменьшить выброс, СО и , взлетно-посадочных операций в зоне заключается в увеличении величины g аэропорта основная масса выбросов оки- на режиме малого газа до заданного си углерода (СО) и несгоревших угле- уровня, например до 99%, при исполь- водородов (CjHn) происходит на режиме 25 зовании более тяжелых топлив с умень- руления самолета при работе авиацяоп- шенным содержанием водорода. Для ного ГТД в диапазоне 4-10% от макси- оценки уровней выбросов СО и СхНц мальной тяги, т.е. на режиме малого перспективных камер сгорания, рабо- газа, для которого характерна повышен- тающих на новых сортах топлива, необ- йая роль горения капель топлива в 30 водима оценка соотношения СО и процессе тепловыделения. Камеры его- при одинаковой полноте сгорания, но .рания проектируются на получение вы- при непременном условии реализации сокой полноты сгорания топлива на механизма горения капель топлива. Та- расчетных, максимальных режимах рабо- кую оценку можно получить нагревая ты двигателя. С переходом на понижен- og или охлаждая исследуемое топливо до ные режимы работы двигателя уменьшает- получения одинаковой с эталонным топ- ся перепад давления топлива на фор- ливом полноты сгорания, сунке, возрастает размер вылетающих Пример. Способ реализуют на из форсунки капель топлива, которые камере сгорания, работающей в систе- не успевают полностью испариться при 40 малоразмерного ГТД, на которой горении, и, как следствие, уменьшает- имеется возможность подогревать и ох- ся полнота сгорания топлива () и лаждать топливо.до требуемых величин увеличивается концентрация СО и ,., и контролировать полноту сгорания на Полнота сгорания топлива g связана с выходе из камеры с помощью газоанали- концентрациями СО и следующей 45 заторов, зависимостью:Концентрации газообразных компо„, . „-S г / г,о -г -1 /, нентов СО, С.,Н,, и СО- определяют ана- I 1-24-10ЧЕ1со, + ,83.Е1,,,(1) лизаторам ; Бекман (ОПА), мо- где и Е. - индексы эмиссии, дели 864, 865 и 402, с точностью ±1%. представляющие собой отношение ингре- JQ На режиме имитации малого газа, диента СО и в граммах к кило- когда имеет место горение капель топ- грамму сгоревшего топлива.лива, сжигают эталонное топливо ТСг-1

Ввод в камеру сгорания топлива, с содержанием водорода 14,2% при тем- отличного от эталонного, например бо- пературе впрыскиваемого топлива 23 С. лее тяжелого и вязкого, сопровождает- gg При этом получены величины 96%; ся уменьшением полноты сгорания топ- F TC-, , Затем при неизменных тем- лива из-за увеличения размера впрыс- пературах топлива и воздуха на входе киваемых капель топлива, не успеваю- в камеру сгоранияt сжигают топливо щих испариться в процессе горения. Т-6 с содержанием водорода: 13,5% и

фиксируют следующие величины: |/т- е 91,5%; рт-б 3,1.

Далее исследуемое топливо Т-6 на- ,гревают до 74°(;, при этом получают одинаковую с топливом ТС-1 полноту сгорания топлива (т-ь 96%, Величина Р т-6 равна 6,5.

Таким образом, если судить по первой процедуре без подогрева тОплива исследуемое топливо Т-6 по сравнению с ТС-1 дает изменение соотношения CO/C; Hu с 4,6 до 3,1 с одновременным понижением величины . Сравнение топ- лив при одинаковой полноте сгорания дает изменение величины с 4,6 до 6,5, что качественно отличается от первой оценки. Такая оценка объективно отражает ситуацию ,. при работе доработанной под Т-6 камеры сгорания.

Оценка топлив по предлагаемому способу позволяет объективно оценить склонность топлив к выбросу окиси углерода и несгоревших углеводородов при их сжигании в камерах сгорания

Редактор И,Рыбченко Заказ 5559/42

Составитель Л,Иванова

Техред М.Моргентал Корректор М,В1ароши

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

ГТД и прогнозировать экологическое состояние зоны аэропортов при использовании воздушными судами углеводородных топлив различных сортов,

Формула изобретения

Способ определения склонности топлив к выбросам загрязняющих веществ, заключающийся в сравнении характеристик горения исследуемого топлива с эталонным при их последовательном сжигании в камере сгорания на одинаковом по входным параметрам воздуха

режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения, определение проводят на режиме работы двигателя в диапазоне 4-10% от максимальной тяги, исследуемое топливо дополнительно нагревают или охлаждают до получения режима с одинаковой с этапонньм топливом полнотой сгорания на выходе из ,

камеры сгорания с последующий сравнением исследуемого топлива с эталонным.

Изобретение касается определения склонности топлив к выбросам загрязняющих веществ при сжигании в камерах сгорания газотурбинных двигателей. Оценку топлива ведут сравнением характеристик его горения с эталоном при их последовательном сжигании в камере сгорания на одинаковом по входным параметрам воздуха режиме работы двигателя в диапазоне 4-10% от максимальной тяги. Исследуемое топливо дополнительно нагревают или охлаждают до получения режима с одинаковой с эталонным топливом полнотой сгорания на выходе из камеры сгорания с последующим сравнением топлива с эталон- ньм. Этот способ позволяет объективно оценивать склонность топлив к выбросам окиси углерода и несгоревших углеводородов и прогнозировать экологическую картину в зоне аэропортов. (Л со сд ю оэ05 СО