Трушляков В.И. и др. Монография (818589), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Слив НДМГ из каждой полости поддона может производиться раздельно. Объем каждой полости измерен и приведен на рис. 4.9. Подача окислителя АК-27И производится от стационарной стендовой системы питания газогенераторов через форсунки, установленные на фланцевом соединении патрубка, размещенного на неразъемном днище рабочей емкости, через вентили и отсечной клапан.
Блок форсунок состоит из четырех форсунок типа А и четырех форсунок типа Б, различающихся между собой расходом и напраале- нием подачи окислителя. Произведена тарировка расхода каждой форсунки на воде с последующим пересчетом на окислитель АК-27И. Результаты тарировки приведены в табл. 4.1. Пересчет тарировочных характеристик форсунок, полученных при проливках на воде, на окислитель АК-27И произведен на основании соотношения подобия: и,/,/р, Лр =и /,/р .Лр =к1еп, где и,„, и, — массовый расход окислителя и воды соответственно; р,„„р, — плотность окислителя и воды соответственно; Ьр., Лр„,„— перепад давления на фор- сумке при проливке на воде и проведении испытания соответственно. Система подачи окислителя оснащена также системой эжектирования и системой продувки азотом с давлением подачи 1,0 МПа.
С помощью установленного в системе подачи фильтра (фнльтрующий элемент - сетка № 685) производится фильтрация окислителя. Для имитации зоны движения потоков образующихся газообразных продуктов, соответствующей цилиндрическому сектору натурного бака, внутри рабочей емкости размещены перфорированные наклонные экраны. Перфорация экранов выполняется для их предохранения от разрушения при возможных резких колебаниях давления в зоне реакции.
Выход продуктов реакции осуществляется 169 Объемы сомма поддона: секция 1-4,4 лм секцня 2- 4,6 дм' секцяя3-4,6 ям~ сскцна 4-4,4 лм' 1 — рабочая емкость; 2 — дннщс рабочей емкости; 3 — боковой перфорнроааннмй экран; 4 — блок форсунок; 5 — подкоп Рис. 4.9. Конструктивная схема рабочей емкости экспериментальной установки и размещения датчиков температуры в стендовый дожигатель через вентиль по дренажному трубопроводу с внутренним диаметром 50 мм.
На линии дренажа устанавливаются сьемные пробоогборники для отбора проб паза. Подача газа в пробоотборники производится через отсечной клапан. Пробоотборники предварительно залиты реагентом и отвакуумированы до 15-20 мм.рт.ст. Вентиляция и надгув рабочей емкости до необходимого давления производятся азотом через вентиль, установленный на магистрали наддува. В нижней точке рабочей емкости предусмотрен слив в систему закрытых стоков стенда, че- рез вентиль слива. Испытания осуществлялись по следующей технологии и проводились при температуре окружмощей среды.
171 1. После испытания схемы экспериментальной установки избыточным давлением воздуха производилась заправка блока подачи окислителя необходимым количеством азотной кислоты АК-27И. 2. Секции поддона рабочей емкости заполнялись заданным количеством НДМГ. 3. Системы измерений и регистрации параметров допусков приводились в рабочее состояние. 4. Производилась подача окислителя через форсунки на поверхность НДМГ, при этом поддерживались требуемые по задачам испьггания параметры режима 5.
В процессе испытания велась регистрация параметров. При проведении экспериментальных исследований осуществлялось варьиро- ванне расхода окислителя в широком диапазоне и изменение схем подачи окислителя в различные места поддона. Выборочно для испытаний были проведены химические анализы для продуктов обезвреживания. Результаты измерения текущих значений температур, давления и расхода приведены для камского испытания на рис.
4.10-4.13. Пееезвр, Пс 300 яае Зее 100 100 0 0 Ве Зве Пек гГ(с '1 за 40 00 Рис. 4.10. Зависимость скорости обезвреживания горючего от расхода окислителя 172 т,с аее 0 е м 44 ае ае 104 ОО«. Г» 7 Рис. 4.11. Зависимосп максимальной температуры продуктов обезвреживания на выходе от расхода окислителя 6 г/1ем1 200 1ао 160 140 12О 1ОО во ео 40 го 0 0 100 200 300 400 600 600 700 ВОО 900 Т»», С Рис. 4.12.
Зависимость скорости обезвреживания горючего от температуры продуктов разложения 173 С,»0. » Еза 00 20 0 20 20»0 00 00 10 00 00 100 110 120 о»в»Я» м 1 Рис. 4.13. Изменение концентрации токсичных веществ от расхода окислителя 4.3. Анализ результатов экспериментов После заправки в секциях поддона экспериментальной установки НДМГ образовывал слой толщиной примерно 20-27 мм, а окислитель впрыскнвался через наклонно расположенные струйные форсунки. В результате анализа термограмм и экспериментальных данных определен ряд параметров процессов нейтрализации, имевших место при испытаниях: масса выгоревшего НДМГ, продолжительность процесса, средняя скорость обезвреживания (выжнпшия); максимальная температура сгорания; максимальная температура поддона; масса израсходованного окислителя; средний за время обезвреживания расход окислителя, среднее за время обезвреживания соотношение компо- нентов.
В результате обобщения перечисленных параметров измерений, полученных для всех экспериментальных исследований, определен ряд зависимостей, характеризующих термодинамические и химические процессы, происходящие при термохимическом обезвреживании остатков горючего. Основным параметром, определяющим интенсивность термохимических процессов, является расход окислителя. Поэтому естественным является обобщение результатов в зависимо- сти от этого параметра В гетерогенной системе, где реакция протекает на поверхности раздела фаз, скоросп химических превращений относится не к единице объема, а к единице поверхности, на которой происходит химическое превращение 141 в замкнутом 174 объеме (постоянном). Средняя скорость расходования исходного вещества за ин- тервал времени (сгнл): На рис 4.10 приведена зависимость, реализованная в экспериментах, массовой скорости выжигания горючего, отнесенная к единице поверхности горения в зависимости от расхода окислителя.
Как следует из приведенных результатов, процессы термохимического обезвреживания при малых расходах окислителя (до 20 — 22 г/с) идут при сравнительно широком диапазоне (к = 0,4-0,9) соотноше- ннй массовых расходов окислителя и вьлкигаемого горючего. При дальнейшем увеличении расхода окислителя к уменьшается до 0,25-0,4, следовательно, процесс обезвреживания становитса более зффективным с точки зрения снижения необходимого количества окислителя. Однако, как следует из приведенных на рнс. 4.11 данных по максимальной температуре, температура продуктов реакций на выходе нз емкости прн расходах окислителя более 30 г/с превышает 600 'С, что делает проблематичным практическое применение таких расходов. На рис.
4.12 приведена зависимость массовой скорости выжигания горючего от температуры про- луктов реакций на выходе из емкости. Полученное по результатам химического анализа проб из дренажного трубопровода изменение концентраций продуктов реакций, доли которых превышают 5 обьемных процентов, в зависимости от расхода окислителя приведено на рис. 4.12. Анализ результатов химических процессов показьаает: - преобладающим при обезвреживании является процесс термического разложения горючего, о чем свидетельствует наличие в газовой фазе выбросов зна- чительного количества водорода и азота, кроме того, токсичность продуктов убывает с увеличением расхода окислителя; - для исключения самоподдерживающихся реакций разложения НДМГ и обеспечения средней температуры продуктов сгорания не более 400 'С режимы дожигания остатков горючего целесообразно подбирать с начальным расходами окислителя через одну форсунку не более 32 г/(с.м'); - возникающие неравномерности температурного поля в установке соответствуют представленной в гл.
3 физико-математической модели процесса, макси- мальные температуры реализуются на дренажном отверстии в связи со сносом 175 туда фронта горения, и неравномерность температурного поля растет с ростом секундного расхода окислителя; - лри малых секундных расходах окислителя (менее 40 г/(с м)') в емкости бака устанавливается стационарный режим газификации с постоянным давлением, температурой и скоростью газификации; - при расходах окислителя более 40 г/(с.м) в емкости бака в момент запуска системы возникают значительные пульсации давления, которые исчезают с уста- новлением стационарного секундного расхода окислителя и квазистационарного режима газификации; - пульсационный и непрерывно уменьшившийся секундный расход окислителя позволяет на 30-50 % снизить максимальные температуры при больших расходах окислителя (более 40 г/1с м)').
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
