Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01709 AP26105185-KC-25 0125РК00547
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 29307171.85 AP26105185
Name of work
Эффективное использование компьютерных технологий для оптимизации сжигания углеводородных топлив на теплофизических устройствах с системой впрыска
Type of work Source of funding Report authors
Applied Болегенова Сымбат Алихановна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Теплофизические процессы, сопровождающие струйные неизотермические впрыски различных жидких углеводородных топлив, вводимых в камеру сгорания в условиях высокой турбулентности

Жоғары турбуленттілік жағдайында жану камерасына енгізілетін әр түрлі сұйық көмірсутекті отындарының изотермиялық емес ағыншалы бүркулерімен бірге жүретін жылуфизикалық процестер

Проведение прикладных исследований теплофизических процессов, происходящих в камерах сгорания при распыле, распаде, дисперсии и испарении струйных неизотермических впрысков различных видов жидких топлив при высокой турбулентности на основе фундаментальных подходов технической физики с использованием новейших компьютерных технологий физических методов моделирования, и оптимизация режимов горения с достижением максимальной теплогенерации при минимизации выбросов загрязняющих веществ.

Физикалық модельдеу әдістерінің аса жаңа компьютерлік технологияларын қолдана отырып, техникалық физиканың іргелі тәсілдеріне негізделген жоғары турбуленттілік жағдайында әр түрлі сұйық отын түрлерінің ағыншалы изотермиялық емес бүркулерінің ыдырауы, дисперсиясы және булануы кезінде жану камераларында жүзеге асатын жылуфизикалық процестерге қолданбалы зерттеулер жүргізу және зиянды заттардың шығарындыларын азайта отырып, жылуды максималды түрде өндіруге қол жеткізу үшін жану режимдерін оңтайландыру.

Комплекс методов состоит из теоретических подходов к изучению теплофизических процессов, 3D-компьютерного моделирования сжигания жидких углеводородных топлив, трёхмерной визуализации данных, сравнительного анализа с экспериментальными результатами и верификации разработанной модели.

Әдістер жиынтығы жылуфизикалық процестерді зерттеудің теориялық тәсілдерінен, сұйық көмірсутекті отындардың жануын 3D компьютерлік модельдеуден, деректерді үшөлшемді визуализациялаудан, эксперименттік нәтижелермен салыстырмалы талдаудан және әзірленген модельді верификациялаудан тұрады.

1. Проведен детальный анализ существующих мировых исследований по сжиганию жидких углеводородных топлив, учитывающие оценку текущего состояния науки и технологий в этой области, ключевые аспекты эффективности процесса сгорания, влияния различных технологий на уровень выбросов, а также экономические и экологические последствия использования жидких топлив с целью выявления наиболее эффективных методов сжигания, а также определения путей для снижения выбросов загрязняющих веществ. 2. Разработана комплексная компьютерная 3D-модель, состоящая из физико-математической, геометрической и глобальной химической подмоделей, описывающих теплофизические процессы при горении струйных неизотермических жидких впрысков различных топлив при высокой турбулентности с учетом процессов распада, столкновения, воспламенения, дисперсии и испарения капель. 3. Построена новая статистическая модель для описания, анализа и предсказывания поведения, динамики и взаимодействия жидких впрысков топлив с реагирующей средой при высокой турбулентности: механизмы распада, распыла и распределения капель по различным характеристикам (размер, форма и температура) и виды взаимодействий между каплями (коалесценция, конденсация и испарение). Научная новизна проекта заключается в комплексном анализе горения жидких углеводородных топлив, создании 3D-модели теплофизических процессов и разработке статистического подхода к прогнозированию динамики капель, что повышает эффективность и экологическую безопасность процесса.

1. Жану процесінің тиімділігінің негізгі аспектілерін, әртүрлі технологиялардың шығарындылар деңгейіне әсерін, сондай-ақ сұйық отынды пайдаланудың экономикалық және экологиялық салдарын ескеретін сұйық көмірсутекті отындарды жағу бойынша қолданыстағы әлемдік зерттеулерге талдау жүргізілді және жанудың ең тиімді әдістері анықталды, сондай-ақ ластаушы заттардың шығарындыларын азайту жолдары анықталды. 2. Тамшылардың ыдырау, соқтығысу, тұтану, дисперсия және булану процестерін ескере отырып, жоғары турбуленттілік жағдайында әртүрлі отындардың ағынды изотермиялық емес сұйықтық бүркулерінің жануы кезіндегі жылуфизикалық процестерді сипаттайтын физикалық-математикалық, геометриялық және глобальді химиялық кіші модельдерден тұратын кешенді 3D компьютерлік моделі әзірленді. 3. Жоғары турбуленттілік жағдайында сұйық отын бүркуінің әсерлесетін ортамен әрекетін, динамикасын және өзара әрекеттесуін сипаттау, талдау және болжау үшін жаңа статистикалық модель құрылды: ыдырау, бүрку және тамшылардың әртүрлі сипаттамалары бойынша таралу (өлшемі, пішіні және температурасы) механизмі және тамшылар арасындағы өзара әрекеттесу түрлері (коалесценция, конденсация және булану). Жобаның ғылыми жаңалығы сұйық көмірсутекті отынның жануын кешенді талдауда, жылуфизикалық процестердің 3D-моделін жасауда және процестің тиімділігі мен экологиялық қауіпсіздігін арттыратын тамшылардың динамикасын болжауға статистикалық тәсілді әзірлеу.

Жобаның негізгі көрсеткіштері бүрку жүйелерінің тиімділігі мен жұмыс тұрақтылығынан, жануды оңтайландырудан, жылу өндірісін арттырудан, отын шығыны мен зиянды қалдықтарды төмендетуден, жабдықтардың сенімділігі мен технологияларды бейімдеудің экономикалық орындылығын қамтамасыз етуден құралады.

Основные показатели проекта включают эффективность и стабильность работы системы впрыска, оптимизацию горения, повышение теплогенерации, снижение расхода топлива и выбросов, обеспечение надежности оборудования и экономическую целесообразность внедрения технологий.

Проект обеспечивает практическое применение разработанных технологий и моделей для создания эффективных и экологичных систем сжигания топлива, стимулирует инновации и подготовку специалистов, а также способствует повышению конкурентоспособности и коммерциализации научных результатов.

Жоба отынды жағудың тиімді, әрі экологиялық жүйелерін құру үшін әзірленген технологиялар мен модельдерді іс жүзінде қолдануды қамтамасыз етеді, инновациялар мен мамандарды даярлауды ынталандырады, сондай-ақ ғылыми нәтижелердің бәсекеге қабілеттілігі мен коммерциялануын арттыруға ықпал етеді.

Результаты проекта повышают эффективность и экологичность сжигания жидких топлив, сокращают расход и выбросы, оптимизируют работу устройств с впрыском и позволяют прогнозировать процессы горения для надёжной и экономичной эксплуатации.

Жобаның нәтижелері сұйық отынды жағудың тиімділігі мен экологиялық тазалығын арттырады, тұтыну мен шығарындыларды азайтады, бүрку жүйелері бар құрылғылардың жұмысын оңтайландырады және сенімді, әрі үнемді жұмыс істеу үшін жану процестерін болжауға мүмкіндік береді.

Результаты проекта применимы в транспорте, энергетике, строительстве и промышленности для эффективного и экологичного сжигания жидких топлив, а также в образовательной и научной деятельности для подготовки специалистов.

Жобаның нәтижелері көлікте, энергетикада, құрылыста және өнеркәсіпте сұйық отынды тиімді және экологиялық жағу үшін, сондай-ақ мамандарды даярлау үшін білім беру және ғылыми қызметте қолданылады.

UDC indices
532.517.4
International classifier codes
28.17.23; 28.17.15; 44.01.77;
Key words in Russian
углеводородное топливо; распыл; теплофизические процессы; струйный неизотермический впрыск; теплофизические устройства; системы впрыска; камера сгорания; физическое моделирование; 3D компьютерные методы моделирования; физико-технические и технологические методы;
Key words in Kazakh
көмірсутекті отын; бүрку; термофизикалық процестер; ағынды изотермиялық емес бүрку; термофизикалық құрылғылар; бүрку жүйелері; жану камерасы; физикалық модельдеу; 3D компьютерлік модельдеу әдістері; физикалық, техникалық және технологиялық әдістер;
Head of the organization Ибраимов Маргулан Касенович PhD / Ассоциированный профессор
Head of work Болегенова Сымбат Алихановна Доктор философии (PhD) по специальности 6D060400-Физика / Ассоциированный профессор