Способ сжигания углеводородного топлива

Способ сжигания углеводородного топлива

Реферат

Изобретение относится к способам сжигания углеводородного топлива и позволяет повысить КПД и снизить содержание токсичных веществ в продуктах сгорания, т.е. повысить экологичность.

Известен способ предотвращения самовоспламенения горючих газовоздушных смесей (прототип - авторское свидетельство SU № 1282849, A62С 3/04, опубл. 15.9.1986), заключающийся в повышении температуры самовоспламенения и, следовательно, горения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей с помощью электрического поля коронного разряда, для чего газовоздушная смесь подвергалась обработке электрическим полем путем введения в нее электрода в виде тонкого металлического стержня (проволоки), на который подавали положительный потенциал от 3,8 до 6,8 кВ.

Недостатком прототипа является недостаточное смешивание и турбулизация компонентов топлива и окислителя в камере сгорания (или в топке), что является причиной неполного сгорания горючего.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в улучшении процесса горения и снижении токсичных веществ в продуктах сгорания.

Указанная задача решается посредством способа сжигания углеводородного топлива, при котором газовоздушную смесь подвергают обработке электрическим полем коронного разряда и магнитным полем путем введения в камеру сгорания (или топку) вдоль ее оси электрода в виде тонкого металлического стержня (проволоки), на который подается положительный потенциал от 3,8 до 6,8 кВ, и создания вокруг камеры сгорания (или топки) соленоида, по которому проходит электрический ток, или магнита, при этом векторы напряженности электрического Е и магнитного Н полей не должны быть коллинеарны.

Электрическое поле коронного разряда, источником которого является металлический стержень, ионизирует газопаровоздушную смесь и придаёт хемоионам скорости, а магнитное поле, источником которого является соленоид или магнит, действует на движущиеся в нём хемоионы с силой Лоренца, равной [l]

где q - заряд хемоиона, u - его скорость, В - индукция магнитного поля.

Модуль этой силы равен

где

Сила Лоренца направлена перпендикулярно к плоскости, в которой лежат Если заряд q положителен, направление силы совпадает с направлением вектора В случае отрицательного е направления векторов противоположны:

Поскольку сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно к скорости заряженной частицы, она обусловливает появление центростремительного ускорения, в результате чего хемоионы разных знаков (горючего и окислителя) движутся навстречу друг другу по окружности или винтовой линии.

Если угол α=0 (при этом векторы напряженности электрического (сонаправленные со скоростью ) и магнитного поля -относительная магнитная проницаемость, магнитная постоянная) коллинеарны, то сила Лоренца равна нулю. Таким образом, необходимое условие: векторы напряженности электрического и магнитного полей не должны быть коллинеарны.

Следовательно, электрическое поле коронного разряда ионизирует газовоздушную смесь и придает хемоионам скорости, а сила Лоренца «закручивает» хемоионы разных знаков так, что они движутся по окружностям (или по винтовым линиям) навстречу друг другу, при этом происходит гомогенизация, смешивание и турбулизация компонентов топлива и окислителя в камере сгорания (или в топке), что обусловливает повышение полноты сгорания топлива и уменьшение токсичных веществ в продуктах горения.

Таким образом, одновременно в результате обработки газовоздушной смеси в камере сгорания (или в топке) электрическим полем коронного разряда повышается температура горения, что повышает КПД процесса горения, и хемионам придаются скорости, и воздействием на процесс горения магнитным полем турбулизируются и перемешиваются, двигаясь по окружностям или винтовым линиям навстречу друг другу, положительные и отрицательные хемоионы горючего и окислителя, что обеспечивает гомогенизацию газопаровоздушной воздушной смеси, повышение полноты сгорания топлива и, следовательно, уменьшается содержания токсичных веществ в продуктах горения.

Литература

1. А.Е. Иванов. Электродинамика. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008 г., с.403.

Способ сжигания углеводородного топлива, отличающийся тем, что газовоздушную смесь подвергают обработке электрическим полем коронного разряда и магнитным полем путем введения в камеру сгорания (или топку) вдоль ее оси электрода в виде металлического стержня (проволоки), на который подается положительный потенциал от 3,8 до 6,8 кВ, и создания вокруг камеры сгорания (или топки) соленоида, по которому проходит электрический ток, или магнита, при этом векторы напряженности электрического и магнитного полей не должны быть коллинеарны.