Сгорая, топливо выделяет тепловую энергию, благодаря которой работают газотурбинные двигатели. Для того, чтобы оно сжигалось хорошо, его нужно тщательно перемешать с воздухом. Подогрев помогает сделать это быстрее и эффективнее. Особенно это важно при использовании бедных смесей, в которых воздуха больше, чем топлива, из-за чего оно может сгореть не полностью и двигатель будет работать хуже. Однако существующие методы подогрева приводят к выбросам углекислого газа и оксида азота, которые в больших количествах вредны для здоровья человека и окружающей среды. Ученые Пермского Политеха исследовали процессы, происходящие при подогреве топливного газа, и выяснили, что лучше делать это перед камерой сгорания двигателя – так выброс вредных веществ снизится на 24% для угарного газа.

Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника», №79, 2024. Исследование выполнено в рамках реализации программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».

В современном мире, где экологические проблемы становятся все более актуальными, ученые и инженеры активно ищут способы снижения вредных выбросов от газотурбинных двигателей. Одним из таких направлений является исследование низкотемпературного горения обедненных смесей – процесса, в котором топливо сжигается при относительно низких температурах и с большим избытком воздуха. Это позволяет снизить выделение вредных веществ, таких как оксиды азота, которые обычно образуются при высоких температурах. Однако при низких горение может быть менее стабильным и может увеличиваться выброс угарного газа.

Обычно готовую топливную смесь подогревают уже внутри камеры сгорания двигателя за счет температуры пламени. Есть исследования, в которых используют специальный пористый материал (обычно керамику или металл), он нагревается горячими газами в камере сгорания и передает тепло смеси, чтобы она лучше горела. Однако это может приводить к потерям давления и, как следствие, снижению эффективности горения. Поэтому проще организовать подогрев перед камерой, а не внутри, но этот способ недостаточно изучен.

Ученые Пермского Политеха выяснили, как подогрев топливного газа перед его подачей в камеру сгорания влияет на процесс сжигания и выбросы вредных веществ.

Политехники использовали экспериментальный стенд по исследованию характеристик горения обедненной смеси, куда подавались воздух и топливо. Для их нагрева использовали подогреватель мощностью до 50 кВт. Параметры регистрировались расходомерами, датчиками давления и температуры, а концентрацию вредных веществ определяли с помощью газоанализатора.

– Экспериментальные исследования показали, что подогрев перед камерой сгорания на 24% уменьшает выбросы угарного газа и немного (на 15%) увеличивает выбросы оксидов азота. Особенно этот эффект заметен при увеличении времени горения. Однако важно отметить, что уровень токсичных выбросов все равно остается значительно ниже, чем при высокотемпературном горении, которое используется в традиционных газотурбинных двигателях, – рассказывает Алена Шилова, старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ.

Кроме того, исследователи разработали модифицированные полуэмпирические выражения, которые позволяют более точно прогнозировать выбросы оксидов углерода и азота при низкотемпературном горении обедненных смесей. Эти формулы учитывают такие параметры, как температура топливного газа, давление в камере сгорания, объем камеры и время пребывания смеси в зоне горения. Подставляя нужные значения, инженеры смогут более точно моделировать процессы, происходящие в большем диапазоне температур.

Исследование ученых Пермского Политеха поможет сделать подогрев топлива для газотурбинного двигателя более безвредным и эффективным. Это важный шаг на пути к созданию экологичных энергетических установок, которые будут меньше влиять на окружающую среду.

3 мая 2024 года в Казани от угарного газа погибла девочка 9-ти лет. Семья проживает в доме постройки 1956 года " сталинка". В доме обогрев воды осуществляется с помощью водонагревательной колонки, которая по старому проекту находится в ванной комнате. В результате полностью забитого дымохода, все продукты горения отправились вниз в ванную комнату, в которой в этот момент находился ребенок.
В результате девочка погибла за несколько минут. Было возбуждено уголовное дело. Несколько дней искали дымоход. Службы ЖКХ, утверждали что дымоход который представлен на видео не относится к данной квартире и является не рабочим. Пытались свалить всю вину на родителей. Родители находились в шоковом состоянии и полностью полагались на действия следователя. В первый день эксперт от следователя замерял тягу и пытался осмотреть дымоход. В ходе осмотра дымохода с крыши, на расстоянии 1,5 метра был обнаружен пласт утеплителя с чердачного помещения, который закрывал полностью площадь трубы дымохода. Эксперту удалось пробить утеплитель гирей. Гиря опустилась на расстояние 3 метра , далее ей преградил путь мусор который пробить не удалось. В ходе первых следственных действий, не было установлено, откуда в другие дни проживания семьи выходил дым, поэтому следователь указал: ВНИМАНИЕ !!! мусор имеет рыхлое сложение с просветами! О наличие утеплителя указано не было. А значит дым все же мог проходить по дымоходу. Что является искажением фактов. Родители девочки , в начале следствия, были приглашены к руководителю следователя. Там с милой улыбкой им сказали , что дело сложное и виноваты могут быть много людей. А многих не накажешь так что скорее всего НИКТО НЕ ВИНОВАТ. Мама девочки проходит по делу как потерпевшая. Перед новым годом семье было предложено закрыть дело. Следователь намекнул что если мать не согласиться то обвиняемый будет отец девочки. Несмотря на это мама не согласилась и подала ходатайство с просьбой провести замеры в квартире с прочищенным дымоходом. Случилась бы эта трагедия если бы дымоход был исправен? В этом ей было отказано. 8 февраля 2025 года следователь вызвал по телефону маму девочки, для ознакомления с допросом эксперта. Сказал что бы она обязательно с собой взяла мужа, так как он лучше разбирается в технических вопросах и следователь хотел бы ему пояснить некоторые моменты. По итогу 8 февраля родители погибшей девочки прибыли к 17 часам к следователю. Следователь велел маме остаться в коридоре и ждать "у моря погоды". Отца завел в кабинет где их уже ждал сотрудник газовой службы и устроил им очную ставку. Спустя 1,5 часа к кабинету прибыл сотрудник печной службы ( которые осуществляют обслуживание дымоходов) для ещё одной очной ставки. Оба сотрудника газовой и печной службы, были предупреждены о том , что будут проводится следственные действия. Пришли подготовленные с документами. Родителей девочки никто не предупреждал. По итогу потерпевшая так и не была ознакомлена с документами для которых ее пригласили и просидела в коридоре 3 часа. На просьбу потерпевшей присутствовать на очной ставке ей было отказано. На указание что следователь не предупреждал их об очной ставке и они бы тогда пришли с адвокатом, он предложил ей вызвать адвоката прям сейчас , но следственное действие он останавливать не будет. В связи со всем что происходит, складывается впечатление , что следователь пытается обвинить отца, либо просто развалить и закрыть дело НИКТО НЕ ВИНОВАТ. Прошу всех неравнодушных помочь с продвижением этого поста. Благодаря вам его смогут увидеть больше людей и я думаю это поможет остановить несправедливость которая происходит прямо сейчас в столице Татарстана.
Заранее благодарю.

Предоставлено видео из квартиры пострадавших, через смотровую площадку, где отчётливо видно забитый дымоход. Второе видео после следственных действий. Вскрыли дымоход через чердачное помещение где видно плотно набитый мусор сверху и снизу дымохода.

#comment_334915960