В связи с современными экологическими проблемами ученые ищут способы уменьшить вредные выбросы от газотурбинных двигателей. Одно из решений — изучение низкотемпературного горения смесей с избытком воздуха, при котором топливо сжигается при низких температурах.
Исследователи выяснили, что традиционные методы подогрева приводят к выбросам углекислого газа и оксидов азота, вредных для здоровья и окружающей среды. Однако подогрев смеси перед камерой сгорания снижает выбросы угарного газа на 24%. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника».
Обычно смесь подогревают внутри камеры сгорания с помощью тепла пламени или пористых материалов, нагретых газами. Однако это может снизить эффективность горения из-за потерь давления. Поэтому ученые предложили подогревать смесь перед камерой сгорания.
В ходе экспериментов на стенде воздух и топливо нагревались подогревателем мощностью до 50 кВт. Датчики контролировали параметры, а газоанализатор измерял концентрацию вредных веществ. Результаты эксперимента показали, что предварительный подогрев снижает выбросы угарного газа на 24%, но на 15% немного увеличивает выбросы оксидов азота. При этом общий уровень токсичных выбросов остается ниже, чем при традиционном высокотемпературном горении, добавляют авторы исследования.
Кроме того, ученые создали формулы для более точного прогнозирования выбросов оксидов углерода и азота при низкотемпературном горении. В расчетах учитываются температура топлива, давление, объем камеры и продолжительность горения.
