Ученые установили, что нагрев газообразного топлива до его подачи в камеру сгорания — а не внутри нее, как это делается обычно — существенно уменьшает выбросы токсичных соединений. Такая технология может снизить вредные выбросы газотурбинных двигателей, используемых в авиации.
Одна из главных задач при проектировании современных авиадвигателей — добиться эффективного сжигания топлива при минимальном воздействии на окружающую среду. Особенно сложно это сделать при работе на обедненных топливных смесях, где содержится больше воздуха и меньше топлива: они сгорают неполностью, что ухудшает работу двигателя и увеличивает выбросы.
Обычно смесь подогревается в камере сгорания за счет температуры пламени или с помощью пористых материалов. Однако ученые из Перми доказали, что предварительный нагрев газа до его подачи в камеру дает лучшие результаты.
Для исследования ученые использовали специальный экспериментальный стенд, оборудованный подогревателем мощностью до 50 кВт, расходомерами, датчиками давления и температуры, а также газоанализатором для определения концентрации вредных веществ в выбросах.
Эксперименты показали, что такой подход снижает выбросы угарного газа на 24%, хотя и сопровождается небольшим — на 15% — увеличением выбросов оксидов азота. При этом, даже с учетом роста NOx, суммарный уровень токсичных веществ остается значительно ниже, чем при традиционном высокотемпературном горении.
Помимо практической исследования, команда разработала математические модели, которые позволяют точнее предсказывать выбросы оксидов углерода и азота при низкотемпературном сгорании обедненных смесей. Формулы учитывают температуру топлива, давление в камере, объем и время пребывания газа в зоне горения.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Миллионы «невидимых» людей: ученые нашли ошибку в оценке населения Земли
Иллюстрация на обложке: designed by Kireyonok_Yuliya — Freepik.com, сведения о лицензии