Разработка конструкции установки для исследования влияния на свойства природного газа импульсного магнитного поля в процессе его горения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Херсонская государственная морская академия (Украина)

Разработка конструкции установки для исследования влияния на свойства природного газа импульсного магнитного поля в процессе его горения

Погорлецкий Д.С., Богданов В.А.,

Алексеев А.В., Малыгин А.Б.

Введение

Известны исследования влияния магнитно-импульсной обработки (МИО) [1-3] на газообразные углеводородные топлива. Известно, что магнитное поле может влиять только на электрические заряды, находящиеся на границах неоднородностей. В природном газе наличие электрических зарядов незначительно, что приводит к противоречивым результатам исследования. В одних примерах положительные качества топлива увеличиваются, а в других - уменьшаются.

Большинство исследователей используют магнитные поля недостаточной мощности, а сами исследования проводились в небольшом интервале частот импульсов.

Актуальность исследования. Проблема экономии в использовании газообразного топлива, а также экологические проблемы, связанные с продуктами его сгорания, несгоревший углеводород (СН) и вещества, которые отравляют окружающую среду, например угарный газ (СО), относятся к наиболее актуальным на сегодняшний день проблемам. Магнитно-импульсная обработка топлива позволяет существенно повысить его экономическую эффективность и экологические показатели, что и определяет актуальность предлагаемой работы.

Целью настоящей работы является разработка конструкции установки для исследования влияния магнитно-импульсной обработки на свойства природного в процессе его горения.

Постановка задачи. Для достижения поставленной цели при проведении исследований влияния импульсного магнитного поля на свойства природного газа в процессе его горения необходимо контролировать определенное количество параметров, а именно: давление газа в системе, изменение температуры горения газа, состав продуктов горения, а также возможность измерять другие характеристики газообразных углеводородных топлив непосредственно после его (МИО).

Результаты исследований

В качестве объекта исследования взят газ пропан-бутан (C₃H_{8 -} тяжелый газ, имеющий плотность при нормальных условиях, равную 2,02 кг/м3, C₄H_{10 -} тяжелый газ, имеющий два изомера: бутан и изобутан), который обрабатывается импульсным магнитным полем. [4] Выбор основан на простоте достижения стабильного химического состава газа и его давления.

Как известно газообразное топливо содержит целый ряд углеводородных органических соединений, где среднее количество атомов углерода в молекуле составляет 7-8, а водорода 10-11 [4]. При воздействии импульсного магнитного поля на молекулы углеводорода удается получить молекулярные комплексы с малым содержанием углерода и низким молекулярным весом, которые обладают более высокой теплотой сгорания. Таким образом, предполагается возможность экономии газа при совершении одной и той же работы.[1]

Нами была разработана установка для исследования влияния импульсного магнитного поля на свойства природного газа, создаваемого в соленоиде, в активной части которого находится топливопровод (с разной частотой и величиной магнитной индукции импульсного магнитного поля), внешний вид установки показан на (рис.1).

Рисунок. 1. Установка для исследования влияния импульсного магнитного поля на свойства природного газа

Установка снабжена (схема установки Рис.2) газовым баллоном 1, газовым редуктором с регулятором давления 2, двумя линиями топливопроводов. Магнитное поле создается активатором 9, который представляет собой соленоид работающий по принципу дискретно - градиентной обработки, он разработан для последующего использования в системах питания, судовых и автомобильных двигателях. Габаритные размеры и мощность соленоида зависит от мощности двигателя и объема. Во время исследований нами планируется использовать различную силу магнитных импульсов и продолжительность воздействия на газ.

Рисунок. 2. Схема установки для исследования влияния импульсного магнитного поля на свойства природного газа:

1-газовый баллон с краном; 2-газовый редуктор с регулятором давления; 3-шаровые газовые краны; 4-расходомер газа; 5-датчик температуры; 6-датчик СО; 7-газовая горелка; 8-разёмное соединение; 9-магнитно-импульсный активатор

Также установка оборудована разъемным соединение 8, для монтажа и замены магнитно импульсного активатора, расходомером газа 4 для определения расхода газа, основная допускаемая погрешность ротаметров модели РМ-ГС составляет ± 4% от верхнего предела измерений, газовой горелкой 7 в которой происходит сжигание газа к которой прикреплён датчик температуры (термопара типа медь-константан) 5 он позволяет проконтролировать температуру сгорания, не активированного газа, а также температуру сгорания активированного газа (при переключении шаровых кранов 3).

При неизменности условий эксперимента физико-химического состава газа, давление газа, температуры воздуха, условий горения с помощью датчика (СО) 6, который подключён к газоанализатору (ИНФРАКАР-М) возможно измерить объемные доли оксида углерода (СО) и углеводородов (СН), оксида азота (NO), диоксида углерода (СО₂), кислорода (О₂) в продуктах горения газа.

Выводы

природный газ импульсный магнитный поле

Была разработана и апробирована установка для исследования влияния импульсного магнитного поля на свойства природного газа которая позволяет зафиксировать изменение температуры сгорания газа и состава продуктов горения, при воздействии на газ импульсным магнитным полем разной силы и продолжительности. Согласно представленному внешнему виду установки, её схеме и описанию, поставленные в работе задачи по достижению заданных технических характеристик установки выполнены.

Литература

1. Третьяков И.Г. Влияние магнитного поля на физико-химические свойства топлив/ Третьяков И.Г., Баленко В.А.// Электронная обработка материалов. - 1990. - №1. - С. 28-29.

2. Кудрявский Ю.П., Погудин О.В., Зеленин В.И., Нечаев В.А. Разработка и испытания аппаратов и устройств - фильтр модификаторов для обработки углеводородного топлива в магнитном поле. Выбор оптимальных конструкций, модификаторов, обеспечивающих снижение удельного расхода топлива на 10- 20% // Фундаментальные исследования. - 2006. - №1 - С. 81-82.

3. Дудышев В.Д. “Электроогневая технология - эффективный путь решения энергетических и экологических проблем” ж-л “Экология и промышленность России”, №3/97

4. Некрасов Б.В. Основы общей химии. - 3-е изд., испр. и доп. - М: Химия, 1973 - 656 с.

Размещено на Allbest.ru