Влияние коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива на механизм дробления капель различных размеров

Оригинальная статья / Original article УДК 662.739

DOI: http://dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2019-4-775-786

Влияние коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива на механизм дробления капель различных размеров

© Д.В. Гвоздяков, А.В. Зенков, В.Е. Губин, М.В. Ведяшкин

Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия

Резюме: Цель - представить результаты экспериментальных и теоретических исследований влияния коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива на механизм дробления капель различных размеров. Экспериментальные исследования выполнены на стенде - аэродинамическом имитаторе топки энергетического котла. Для приготовления суспензионного топлива использовался каменный уголь фракции 200-10-6 м и менее. В качестве пластификатора применялся лигносульфонат в количестве 1% от массы угля. Экспериментально определены значения скоростей и размеров капель. Установлены характерные диапазоны скоростей капель в потоке при пневмомеханическом распыле: 0-8 м/с; 8-35 м/с; 35 м/с и более. Рассмотрен диапазон изменения коэффициента поверхностного натяжения от 0,05 до 0,07 Н/м. Проанализированы капли суспензионного топлива размером от 50 до 500 мкм. При обработке результатов не учитывались образующиеся частицы-аэрозоли размером 1 мкм и менее. Определены характерные границы участков некоторых механизмов дробления капель. Теоретически подтверждено влияние коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива на процесс разрушения капель. Установлено, что капли размером 50-150 мкм наиболее подвержены вибрационному дроблению. Капли размером 450-500 мкм совершенно не подвержены вибрационному дроблению в процессе пневмомеханического распыла в исследуемой области скоростей. Получены выражения, позволяющие оценить критерий We при давлении суспензии 0,2 МПа и воздуха 0,18 МПа. Представленные результаты экспериментальных и теоретических исследований носят прогностический характер и могут быть использованы при математическом и физическом моделировании процесса распыла суспензионных топлив в топках энергетических котлов с целью оценки аэродинамических характеристик проектируемых и действующих агрегатов.

Ключевые слова: суспензионное топливо, распыл, водоугольное топливо, число Вебера, факел распыла, скорость капли

Благодарности: Работа выполнена в рамках программы повышения конкурентоспособности Томского политехнического университета.

Информация о статье: Дата поступления 07 марта 2019 г.; дата принятия к печати 11 июля 2019 г.; дата он-лайн-размещения 31 августа 2019 г.

Для цитирования: Гвоздяков Д.В., Зенков А.В., Губин В.Е., Ведяшкин М.В. Влияние коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива на механизм дробления капель различных размеров. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2019;23(4):775-786. DOI: 10.21285/1814-35202019-4-775-786

Influence of slurry fuel surface tension coefficient on the mechanism of crushing droplets of various sizes

Dmitry V. Gvozdyakov, Andrey V. Zenkov, Vladimir E. Gubin, Maksim V. Vedyashkin

National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia

Abstract: The purpose is to present the results of experimental and theoretical studies of the influence of the surface tension coefficient of slurry fuel on the mechanism of crushing droplets of different sizes. The experimental studies have been performed on a test bench - an aerodynamic simulator of the energy boiler furnace. The coal of 200 10-6 m fraction or less was used to prepare the slurry fuel. Lignosulfonate in an amount of 1% of the coal weight was used as a plasti-cizer. The values of velocities and droplet sizes were determined experimentally. The characteristic ranges of droplet velocities in the flow at the rotor spray of 0-8 m/s; 8-35 m/s; 35 m/s or more were identified. The variation range of surface tension coefficient from 0.05 to 0.07 N/m was considered. The analysis was given to slurry fuel droplets with the dimensions from 50 to 500 microns. The processing of results did not take into account the formed aerosol particles with

the size of 1 |jm or less. The characteristic boundaries of the sections of some droplet crushing mechanisms were d e-termined. The influence of the surface tension coefficient of the slurry fuel on the process of droplet destruction was theoretically confirmed. It was found out that the droplets of the size of 50-150 microns were most susceptible to vibration crushing. The droplets of the size of 450-500 microns were completely unaffected to vibration crushing during the rotor spray in the studied area of velocities. The expressions have been received allowing to estimate We criterion at the suspension pressure of 0.2 MPa and air pressure of 0.18 MPa. The presented results of experimental and theoretical studies are prognostic and can be used in mathematical and physical modeling of the process of suspension fuel spraying in power boiler furnaces with the purpose of assessing aerodynamic characteristics of designed and operating units.

Keywords: slurry fuel, spray, coal-water fuel, Weber number, spray cone, droplet velocity

Acknowledgements: The work was conducted in the frameworks of the program to improve the competitiveness of Tomsk Polytechnic University.

Information about the article: Received March 07, 2019; accepted for publication July 11, 2019; available online August 31, 2019.

For citation: Gvozdyakov D.V., Zenkov A.V., Gubin V.E., Vedyashkin M.V. Influence of slurry fuel surface tension coefficient on the mechanism of crushing droplets of various sizes. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo uni-versiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2019;23(4):775-786. (In Russ.) DOI: 10.21285/1814-35202019-4-775-786

1. ВВЕДЕНИЕ

Многие страны мира в настоящее время используют уголь в качестве основного топлива тепловых электрических станций (ТЭС) [1]. Как правило, высококачественные энергетические угли, добываемые в России, экспортируются за рубеж [2]. Доля органического топлива, поступающего на местные станции, составляет порядка 30%, 90% из которых - низкосортные угли

[3]. Таким образом, местные ТЭС вынуждены использовать низкокачественные угли

[4], потребление которых имеет ряд нерешенных проблем: образование золы и вредных продуктов горения (NOx и SOx). Однако развитые страны внедряют перспективные технологии «чистого» сжигания угля [1, 2].

В настоящее время существует ряд технологий, которые обеспечивают снижение выбросов вредных оксидов в окружающую среду. К ним можно отнести низкотемпературный и циркулирующий кипящий слой, высокотемпературный предварительный подогрев угольной пыли, сжигание угля с каталитическими добавками и др. [58]. Тем не менее одной из наиболее многообещающих технологий является использование суспензионного топлива [9-11]. Суспензионное топливо может быть представлено в виде смеси воды и мелкодисперсного угля с добавлением пластифика-

тора или без него. Основными параметрами, определяющими данный вид топлива, являются его реологические свойства (вязкость, плотность и седиментационная устойчивость) [12, 13].

В последние годы проведен ряд исследований, направленных на изучение характеристик распыла суспензионного топлива. Большая часть данных работ является экспериментальными [14-18], однако известны и некоторые теоретические исследования [19-21].

Так, в [20] представлены результаты математического моделирования работы форсунки с внутренним смешением. Для этого давление внутри камеры смешения было измерено и рассчитано косвенным и более точным методом с использованием уравнения механической энергии для несжимаемой жидкости. Такая переменная очень важна, т.к. она определяет наличие условия запирания на входе в камеру. В работе продемонстрирован пример, когда поток распыляющей жидкости перекрыт, диаметр выпускного отверстия в смесительную камеру можно оптимизировать. Получен локальный минимум диаметра (по Заутеру) для впускного отверстия размером 5 мм. Для небольших отверстий диаметр частиц (по Заутеру) выше, т.к. максимальной скорости потока газа, которая может проходить через них, недостаточно для образования капель с требуемым диамет-

ром. Также установлено, что минимальное значение диаметра достигается, когда отношение давления жидкости к газу близко к

1, что соответствует оптимальному взаимодействию двух сред внутри смесительной камеры.

В работе [21] представлены результаты математического моделирования распыла суспензионного топлива в целях его газификации. При этом использовалось коммерческое программное обеспечение для гидродинамических вычислений А^ SYS/FLUENT. Рассматривалось суспензионное топливо, состоящее из 35% воды и 65% угля. Результаты численного моделирования показали, что распространение факела распыла зависит от расположения внешнего туннеля. Чем дальше он находится от центральной оси, тем больше увеличивается поверхность факела. Также установлено, что на распространение факела распыла в значительной мере влияет скорость подачи топлива и распыляющего агента.

В [19] представлена математическая модель, позволяющая оценить размер капель суспензионного топлива. Утверждается, что диаметр капель топлива в значительной степени зависит от поверхностного натяжения, плотности среды и относительной скорости движения капель. Также в работе представлены результаты расчетов, выполненные в программе ANSYS/FLUENT, показывающие распределение скорости и температуры в различных сечениях топки и траектории движения частиц.

Целью данной работы являются экспериментальные и теоретические исследования влияния коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива на механизм дробления капель различных размеров.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования динамики капель суспензионного топлива в потоке основано на экспериментальных результатах. Стенд для исследования структуры потока распы-

ляемого суспензионного топлива и механизмов дробления капель при различных параметрах представлен на рис. 1. Пневмомеханический распыл топливной суспензии осуществляется при помощи устройства распыла (форсунки) 1 с камерой внутреннего смешения, расположенного в аэродинамическом имитаторе топки котла 2. Исследуемый состав топлива подается при помощи насоса 3 из бака 4 емкостью 310-3 м3. При проведении эксперимента объем топливной суспензии составляет

о о

2-10 м3. В качестве распыляющего агента используется воздух, нагнетаемый компрессором 5. Поток распыляемой смеси подсвечивается «ножом», создаваемым лазером 6. Регистрация структуры факела и компонент (капли топлива) осуществляются высокоскоростными кросскорреляци-онными камерами 7. Диаметр устья сопла форсунки составляет 2• 10-3 м, что позволяет исследовать процесс распыла топлив в составе с твердыми компонентами размером до 1 • 10-3 м.

При проведении эксперимента использовался каменный уголь шахты Красноярская (Кемеровской области) фракции 200 10-6 м и менее. В качестве пластификатора применялся лигносульфонат в количестве 1% от массы угля. Исследования выполнены при следующих значениях давления суспензионного топлива и воздуха: 0,2 МПа/0,18 МПа. Давление воздуха устанавливалось на 0,02 МПа меньше с целью исключения «задавливания» воздухом топлива в форсунке по причине значительной вязкости последнего. Камера и лазер расположены на расстоянии 0,5 м от оси факела. В качестве критерия, характеризующего механизм дробления капель в потоке, анализировалось число Вебера (We) в соответствии с [21]:

М/е =Р—,

<7

где р - плотность суспензионного топлива, кг/м3; д - характерный размер (диаметр капли суспензионного топлива), м; ш - скорость капель суспензионного топлива, м/с; о - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м.

Рис. 1. Экспериментальный стенд: a - общий вид; b - принципиальная схема;

c - область исследования Fig. 1. Experimental test bench: a - general view; b - schematic diagram; c - research area

a

c

Исследования выполнены при следующих условиях и допущениях:

- при оценке числа We не учитывался эффект вращения капель суспензионного топлива в процессе распыла;

- в качестве характерного размера принимался размер капель;

- значения коэффициента поверхностного натяжения суспензии составляли от 0,05 до 0,07 Н/м;

- при проведении эксперимента значение коэффициента поверхностного натяжения суспензии составляло 0,06 Н/м (соотношение вода/уголь - 50/50%);

- не учитывались внешние факторы - давление и температура внутри аэродинамического имитатора топки (нормальные условия);

- термическая подготовка суспензионного топлива не проводилась;

- цифровая трассерная визуализация осуществлялась при помощи одной кросскорреляционной камеры.

Полученные результаты (размер капель) при распыле суспензионного топлива обработаны в векторном редакторе. Оценка скорости капель осуществлялась при помощи бесконтактного метода измерения

скорости в потоках - PIV (Particle Image Velocimetry) - метод цифровой трассерной визуализации.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальные и теоретические результаты исследований процесса пневмомеханического распыла суспензии проводились при давлениях топлива и воздуха 0,2 МПа/0,18 МПа. Экспериментально определены значения скоростей и размеров капель. Проанализировано влияние коэффициента поверхностного натяжения на значения критерия We. Построены зависимости изменения числа We для капель размером от 50 до 500 мкм, скорости которых изменяются от 8 до 35 м/с. Диапазону скоростей соответствует наибольшее количество частиц в области исследования (ширина 0,17 м, длина 0,17 м). Также проанализировано влияние скорости капель суспензионного топлива от 0 до 35 м/с на We при условии, что с уменьшением размера капель суспензионного топлива в потоке их скорость увеличивается. Последнее установлено по результатам эксперимен-

тальных исследований. Результаты исследований представлены на рис. 2-4.

На рис. 2 отражены результаты экспериментов динамики потока суспензионного топлива в процессе пневмомеханического распыла. При проведении опыта использовалось суспензионное топливо, коэффициент поверхностного натяжения которого составлял 0,06 Н/м. Представлено три снимка потока, полученных при проведении трех экспериментов, а также выделено три диапазона скорости, характерных для данного эксперимента.

На рис. 2 представлены результаты визуализации эксперимента по распылу суспензионного топлива при давлениях 0,2 МПа/0,18 МПа. Установлено, что наибольшее количество (81,6%) капель обладает скоростью от 0 до 8 м/с. При этом стоит отметить, что в данный диапазон скоростей попадают и аэрозоли, образующиеся в процессе пневмомеханического распыла. На рис. 3 представлены результаты экспериментальных (пунктирная линия) и теоретических исследований в виде зависимостей критерия We от скорости и размеров капель. Кривые построены для диапазона скорости 2. Диапазон скорости 1 не рассматривался.

На рис. 3 представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований динамики капель суспензионного топлива в потоке, скорости которых

изменяются от 8 до 35 м/с. Проанализировано изменение критерия We при значениях коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива от 0,05 до 0,07 Н/м и размерах капель от 50 до 500 мкм. Результаты экспериментальных исследований на рис. 3 а— выделены пунктирной линией, которой соответствует значение коэффициента поверхностного натяжения 0,06 Н/м. Согласно результатам экспериментальных исследований процесса разрушения капель водоугольного топлива при пневмомеханическом распыле [22], значения и характер критерия We следующие: от 1500 до 6300 - вибрационное дробление; от 6300 до 7800 - дробление по типу «парашют»; от 7800 и более - катастрофическое дробление.

На рис. 3 a показаны зависимости, характеризующие изменение числа We для капель размером 50 мкм и значениях коэффициента поверхностного натяжения суспензионного топлива от 0,05 до 0,07 Н/м. Установлено, что при скорости 8 м/с значение критерия We изменяется от 68 до 96, а при 35 м/с - от 1313 до 1838. Соответственно, данному диапазону We преимущественно характерно вибрационное дробление капель суспензионных топ-лив. На рис. 3 Ь, d представлены результаты исследований для капель размером 100-200 мкм. В данном диапазоне размеров при скоростях

Наименование Минимум Максимум % Количество капель

Диапазон скорости 1 0 8 81,6 70237

Диапазон скорости 2 8 35 17,8 15299

Диапазон скорости 3 35 40,03 0,6 492

Рис. 2. Структура потока суспензионного топлива Fig. 2. Slurry fuel flow structure

d

b

a

c

e

h

g

Рис. 3. Зависимость критерия We от скорости и размеров капель Fig. 3. Dependence of We criterion on velocity and droplet size

8 м/с значение критерия We изменяется от 137 до 350, а при 35 м/с - от 2625 до 7350. Таким образом, капли суспензионного топлива размером от 50 до 200 мкм, коэффициент поверхностного натяжения которых изменяется от 0,05 до 0,07 Н/м, претерпевают преимущественно вибрационное дробление. Но уже при скоростях от 33 м/с и коэффициенте поверхностного натяжения 0,055 Н/м и более наблюдается переход к механизму разрушения капель топливной суспензии по типу «парашют» (рис. 3 d). Области дробления капель представлены на рис. 3 a, d.

При скоростях капель от 29 до 35 м/с и значениях коэффициента поверхностного натяжения от 0,05 до 0,07 Н/м, соответственно, значение числа We составляет 6300 и более (рис. 3 e). Переход к катастрофическому механизму дробления капель суспензионного топлива наблюдается при скоростях от 32 м/с. При этом значение коэффициента поверхностного натя-

жения составляет от 0,05 до 0,055 Н/м (рис. 3 e). Капли размером 300 мкм и со скоростями от 26 до 32 м/с (для всего исследуемого диапазона коэффициента поверхностного натяжения) находятся в условиях разрушения по типу «парашют». Данные условия сохраняются до скоростей 3035 м/с для капель суспензионного топлива с коэффициентом поверхностного натяжения от 0,05 до 0,065 Н/м (рис. 3 £). При скоростях 30-35 м/с и более (для капель) характерен механизм катастрофического дробления. Следует отметить, что от 25 до 32 м/с и значениях критерия We до 6300 выполняются условия вибрационного разрушения капель суспензионного топлива. Области дробления капель представлены на рис. 3 e, £.

Для капель размером от 350 до 400 мкм (рис. 3 д, Л) область вибрационного дробления начинает значительно уменьшаться. Граница порога вибрационного дробления для соответствующих раз-

меров капель суспензионного топлива заканчивается при скоростях от 28 до 30 м/с. При этом коэффициент поверхностного натяжения изменяется от 0,055 до 0,07 Н/м (рис. 3 g, Ь). Условия разрушения по типу «парашют» выполняются для капель, обладающих скоростями от 26 м/с и более (рис. 3 Ь), при этом значение коэффициента поверхностного натяжения изменяется в анализируемом диапазоне. Области дробления капель представлены на рис. 3 g, h.

Капли размером 450-500 мкм совершенно не подвержены вибрационному дроблению в процессе пневмомеханического распыла в исследуемой области скоростей (рис. 3 \, у). Для данного диапазона размера капель суспензионного топлива и их скоростей наиболее характерно два механизма дробления - по типу «парашют» и катастрофическое. Таким образом, можно сделать вывод о том, что капли суспензионного топлива в процессе пневмомеханического распыла в диапазоне скоростей от 8 до 35 м/с размером 50-500 мкм с различным значением коэффициента поверхностного натяжения (от 0,05 до 0,07 Н/м) подвергаются трем механизмам разрушения -вибрационное, по типу «парашют» и катастрофическое. При этом (с увеличением размера капель и их скорости) дробление капель проходит две стадии - по типу «парашют» и катастрофическое. Вибрационному дроблению подвержены капли размером преимущественно до 150-200 мкм. Значение коэффициента поверхностного

натяжения также влияет на разрушение капель в процессе пневмомеханического распыла. Области дробления капель представлены на рис. 3 \, у.

На рис. 4 представлены зависимости, характеризующие изменение числа We от скорости капель суспензионного топлива в процессе пневмомеханического распыла при давлении суспензии 0,2 МПа и воздуха 0,18 МПа. Кривые построены при условии, что каждая капля определенного размера (например, 50 мкм) обладает собственной скоростью. Проанализирован диапазон размера капель от 50 мкм до 500 мкм при скоростях от 0 до 35 м/с при значениях коэффициента поверхностного натяжения 0,05-0,07 Н/м. Результаты экспериментальных исследований соответствуют пунктирной кривой.

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что в исследуемом диапазоне параметров имеются максимумы значений числа We, изменяющиеся от 7400 до 10360. Данному интервалу значений We чаще всего характерно катастрофическое дробление капель суспензионного топлива в процессе пневмомеханического распыла. Также значительным вкладом является значение коэффициента поверхностного натяжения, зависящее от состава суспензионной смеси и соотношения компонент. На рис. 4 представлены выражения для определения расчета числа We при различных значениях коэффициента поверхностного натяжения топливной суспензии.

а

Выражения для расчета критерия We при различных

We0,05(w)=-1,5w3+54W

WeO055 (w)=-1,4w3+49W

We0,06 (w)=-1,3w3+45W

We0,065 (w)=-1,2w3+42W

We0,07 (w)=-1,1w3+39W

Рис. 4. Изменение числа We и выражения для его определения в зависимости от скорости Fig. 4. We number variation and expressions for its determination depending on velocity

Полученные выражения позволяют оценить критерий при давлении суспензии 0,2 МПа и воздуха 0,18 МПа.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнены экспериментальные и теоретические исследования процесса пневмомеханического распыла суспензии при давлениях топлива и воздуха 0,2 МПа/0,18 МПа. Экспериментально определены значения скоростей и размеров капель. Проанализировано влияние коэффициента поверхностного натяжения на значения критерия We. Построены зависимости изменения числа We для капель размером от 50 до 500 мкм в диапазоне изменения скорости от 8 до 35 м/с. Проанализировано влияние скорости капель суспензии в процессе распыла от 0 до 35 м/с на значение We. Исследования выполнены при условии, что капли суспензионного топлива меньших размеров обла-

дают в потоке большими скоростями. Последнее установлено по результатам экспериментальных исследований. Также опытным путем подтверждено, что скорость капель суспензионного топлива в процессе пневмомеханического распыла изменяется неоднозначно. Таким образом, капля определенного размера, например, 50 мкм, обладает собственной постоянной скоростью в исследуемой области. Полученные выражения, позволяющие оценить критерий We при давлении суспензии 0,2 МПа и воздуха 0,18 МПа, а также представленные результаты экспериментальных и теоретических исследований носят прогностический характер и могут быть использованы при математическом и физическом моделировании процесса распыла суспензионных топлив в топках энергетических котлов с целью оценок аэродинамических характеристик проектируемых и действующих агрегатов.

Библиографический список

1. U.S. Department of Energy. Status of DOE's Clean Coal Program [Электронный ресурс]. URL: https://www.energy.gov/fe/articles/status-does-clean-coal-program (дата обращения: 19.02.2019).

2. Hanjalic K., Krol R, Lekic A. Sustainable Energy Technologies: Options and Prospects. Netherlands: Springer, 2008. 333 p.

3. Мариничева О. Уголь возвращается в генерацию [Электронный ресурс] // Газета «Энергетика и промышленность России». 2012. № 11 (199). URL: https://www.eprussia.ru/epr/199/14128.htm (дата обращения: 22.02.2019).

4. Dekterev A.A., Osipov P.V., Chernetskiy M.Y., Ryzhkov A.F. Effect of the rate of pulverized coal preheating on char reactivity // Solid Fuel Chemistry. 2017. № 51 (1). С. 17-23.

5. Делягин Г.Н. Экологически чистое топливо ЭКО-ВУТ - путь резкого улучшения экологической ситуации в энергетике России // Экология энергетики 2000: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (г. Москва, 18-20 октября 2000 г.). Москва, 2000. С. 320-323.

6. Саломатов В.В. Состояние и перспективы угольной и ядерной энергетик России // Теплофизика и аэромеханика. 2009. Т. 16. № 4. С. 531-544.

7. Белосельский Б.С. Экология энергетики [Электронный ресурс] // Газета «Энергетика и промышленность России». 2001. № 3 (7). URL: https://www.eprussia.ru/eprl7/128.htm (дата обращения: 22.02.2019).

8. Бородуля В.А., Бучилко Э.К., Виноградов Л.М.

Некоторые особенности сжигания в кипящем слое водоугольного топлива из белорусских бурых углей // Теплоэнергетика. 2014. № 7. С. 36-41.

9. Khodakov G.S. Coal-water Suspensions in Power Engineering // Thermal Engineering. 2007. Vol. 54. No. 1. P. 36-47.

10. Саламатин А.Г. О состоянии и перспективах использования водоугольного топлива в России // Уголь. 2000. № 3. С. 10-15.

11. Долинский А.А., Халатов А.А. Водоугольное топливо: перспективы использования в теплоэнергетике и жилищно-коммунальном секторе // Промышленная Теплотехника. 2007. Т. 29. № 5. С. 70-79.

12. Сенчурова Ю.А., Заречнева Е.В. Математическое моделирование процесса распыления и сжигания водоугольного топлива в вихревой топке // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2012. № 6(94). С. 122-127.

13. Мурко В.И., Федяев В.И., Баранова М.П., Бат-мунх С.Т., Балдандорж Д.Б., Сухэ-Батор Ч.Б. Технологии получения и сжигания топливных водоуголь-ных суспензий из монгольских бурых углей // Энергетик. 2011. № 4. С. 35-38.

14. Сенчурова Ю.А. Результаты исследований распыления водоугольного топлива пневмомеханическими форсунками // Известия Томского политехнического университета. 2008. T. 312. № 4. С. 37-40.

15. Сенчурова Ю.А. Результаты исследований распыления водоугольного топлива // Материалы VI Международной науч.-практ. конф. (г. Кемерово, 1516 ноября 2005 г.). Кемерово, 2005. С. 152-154.

16. Сенчурова Ю.А. Механизм распыления водо-угольного топлива // Наука. Технологии. Инновации: материалы Всероссийской науч. конф. молодых ученых: в 3-х ч. (г. Новосибирск, 8-11 декабря 2005 г.). Новосибирск, 2005. Ч. 3. С. 84-86.

17. Мурко В.И., Федяев В.И., Карпенок В.И., Засып-кин И.М., Сенчурова Ю.А., Риестерер А. Результаты исследований процессов распыления и сжигания суспензионного угольного топлива // Современная наука. 2012. № 1(9). С. 89-96.

18. Zhouhang Li, Yuxin Wu, Hairui Yang, Chunrong Cai, Hai Zhang, Kazuaki Hashiguchi, Keiji Takeno, Jun-fu Lu. Effect of liquid viscosity on atomization in an internal-mixing twin-fluid atomizer. Fuel. 2013, vol. 103, pp. 486-494. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.06.097

19. Сенчурова Ю.А. Модель распыления водоугольно-го топлива // Энергетическая безопасность России.

Новые подходы к развитию угольной промышленности: труды VII Междунар. науч.-практ. конф. (г. Кемерово, 08-11 октября 2005 г.). Кемерово, 2005. С. 93-94.

20. Barroso J., Lozano A., Barreras F., Lincheta E. Analysis and prediction of the spray produced by an internal mixing chamber twin-fluid nozzle. Fuel Processing Technology. 2014. Vol. 128. P. 1-9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.06.027

21. Галустов В.С. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. М.: Энергоатомиздат, 1989. 240 с.

22. Гвоздяков Д.В., Зенков А.В., Губин В.Е., Ведяш-кин М.В. К вопросу об исследовании структуры потока водоугольного топлива в процессе его пневмомеханического распыла // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2018. Т. 18. № 4. С. 5-12. DOI: https://doi.org/10.14529/power180401

References

1. U.S. Department of Energy. Status of DOE's Clean Coal Program. Available at: https://www.energy.gov/fe/articles/status-does-clean-coal-program (accessed 19 February 2019).

2. Hanjalic K., Krol R, Lekic A. Sustainable Energy Technologies: Options and Prospects. Netherlands: Springer Publ., 2008, 333 p.

3. Marinicheva O. Coal returns to generation. Newspaper "Russian Energy and Industry ". 2012, no. 11 (199). Available at: https://www.eprussia.ru/epr/199/14128.htm (accessed 22 February 2019).

4. Dekterev A.A., Osipov P.V., Chernetskiy M.Y., Ryzhkov A.F. Effect of the rate of pulverized coal preheating on char reactivity. Solid Fuel Chemistry, 2017, vol. 51 (1), pp. 17-23.

5. Delyagin G.N. Ekologicheski chistoye toplivo EKOVUT - put' rezkogo uluchsheniya ekologicheskoy situatsii v energetike Rossii [Eco-friendly fuel ECOVUT is a method of dramatic improvement of environmental situation in Russian power industry]. Materialy mezhdu-narodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Ekologi-ya energetiki 2000" [Proceedings of the international scientific and practical conference "Ecology of Power Engineering 2000", Moscow, 18-20 October 2000]. Moscow, 2000, pp. 320-323. (In Russ.).

6. Salomatov V.V. State and prospects of coal and nuclear power engineering in Russia. Teplofizika i aer-omekhanika [Thermophysics and Aeromechanics], 2009, no. 16 (4), pp. 531-544. (In Russ.).

7. Beloselsky B.S. Power Engineering Ecology. Newspaper "Russian Energy and Industry ". 2001, no. 3 (7). Available at: https://www.eprussia.ru/eprl7/128.htm (accessed 22 February 2019).

8. Borodulya V.A., Buchilko E.K., Vinogradov L.M. Some features of burning coal-water fuel from Belarus-ian brown coals in a fluidized bed. Teploenergetika [Thermal Engineering], 2014, no. 7, pp. 36-41. (In Russ.).

9. Khodakov G.S. Coal-water Suspensions in Power Engineering. Thermal Engineering, 2007, vol. 54, no. 1, pp. 36-47.

10. Salamatin A.G. On the state and prospects of using

coal-water fuel in Russia. Ugol' [Coal], 2000, no. 3, pp. 10-15. (In Russ.).

11. Dolinsky A.A., Khalatov A.A. Vodougol'noye toplivo: perspektivy ispol'zovaniya v teploenergetike i zhilishchno-kommunal'nom sektore [Water-coal fuel: application prospects in power engineering and housing and utilities sector]. Promyshlennaya Teplotekhnika [Industrial heat engineering], 2007, vol. 29, no. 5, pp. 70-79. (In Russ.).

12. Senchurova Yu.A., Zarechneva E.V. Mathematical modeling of the process of spraying and burning of water-coal fuel in a vortex furnace. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of Kuzbass State Technical University], 2012, no. 6(94), pp. 122-127. (In Russ.).

13. Murko V.I., Fedyaev V.I., Baranova M.P., Batmunh S.T., Baldandorzh D.B., Suhe-Bator Ch.B. Technologies of production and burning of fuel water-coal suspensions from Mongolian brown coal. Energetik [Power Engineer], 2011, no. 4, pp. 35-38. (In Russ.).

14. Senchurova Yu.A. Research results of spraying water-coal fuel by pneumomechanical nozzles. Izvesti-ya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta [Bulletin of Tomsk Polytechnic University], 2008, vol. 312, no. 4, pp. 37-40. (In Russ.).

15. Senchurova Yu.A. Rezul'taty issledovaniy raspyl-eniya vodougol'nogo topliva [Research results of coal-water fuel sprayiing]. Materialy VI mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference, Kemerovo, 15-16 November 2005]. Kemerovo, 2005, pp. 152-154. (In Russ.).

16. Senchurova Yu.A. Mekhanizm raspyleniya vodou-gol'nogo topliva [Coal-water fuel spraying mechanism]. Materialy vserossiyskoy nauchnoy konferentsii mo-lodykh uchenykh "Nauka. Tekhnologii. Innovatsii" [Proceedings of All-Russian scientific conference of young scientists "Science. Technology. Innovation", Novosibirsk, 8-11 December, 2005]. Novosibirsk, 2006, part 3, pp. 84-86. (In Russ.).

17. Murko V.I., Fedyaev V.I., Karpenok V.I., Zasypkin I.M., Senchurova Yu.A., Rie-sterer A. Coal slurry fuels:

combustion and dispersion. Sovremennaya nauka [Modern Science], 2012, no. 1 (9), pp. 89-96. (In Russ.).

18. Zhouhang Li, Yuxin Wu, Hairui Yang, Chunrong Cai, Hai Zhang, Kazuaki Hashiguchi, Keiji Takeno, Jun-fu Lu. Effect of liquid viscosity on atomization in an internal-mixing twin-fluid atomizer. Fuel. 2013, vol. 103, pp. 486-494. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.fuel.2012.06.097

19. Senchurova Yu.A. Model' raspyleniya vodou-gol'nogo topliva [Model of coal-water fuel spraying]. Trudy VII mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Energeticheskaya bezopasnost' Rossii. Novyye podkhody k razvitiyu ugol'noy promyshlennosti" [Proceedings of VII International Scientific and Practical Conference "Energy security of Russia. New approaches to coal industry development", Kemerovo, 08-11

Критерии авторства

Гвоздяков Д.В., Зенков А.В., Губин В.Е., Ведяшкин М.В. заявляют о равном участии в получении и оформлении научных результатов и в равной мере несут ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Гвоздяков Дмитрий Васильевич,

кандидат технических наук, доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова, Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 30 а, Россия; e-mail: dim2003@tpu.ru

Зенков Андрей Викторович,

ассистент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова, Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 30 а, Россия; Н e-mail: avz41@tpu.ru

Губин Владимир Евгеньевич,

кандидат технических наук, доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова, Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 30 а, Россия; e-mail: gubin@tpu.ru

Ведяшкин Максим Викторович,

кандидат технических наук, доцент Отделения контроля и диагностики, Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 30 а, Россия; e-mail: vedyashkin@tpu.ru

October 2005]. Kemerovo, 2005, pp. 93-94. (In Russ.).

20. Barroso J., Lozano A., Barreras F., Lincheta E. Analysis and prediction of the spray produced by an internal mixing chamber twin-fluid nozzle. Fuel Processing Technology. 2014, vol. 128, pp. 1-9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.06.027

21. Galustov V.S. Pryamotochnyye raspylitel'nyye ap-paraty v teploenergetike [Direct-flow spray devices in thermal engineering]. Moscow: Energoatomizdat Publ., 1989, 240 p. (In Russ.).

22. Gvozdyakov D.V., Zenkov A.V., Gubin V.E., Vedyashkin M.V. On the study of coal-water fuel flow structure during its pneumatic-mechanical atomization. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo Gosudarstvennogo Univer-siteta [Bulletin of the South Ural State University], 2018, vol. 18, no. 4, pp. 5-12. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.14529/power180401

Authorship criteria

Gvozdyakov D.V., Zenkov A.V., Gubin V.E., Vedyashkin M.V. declare equal participation in obtaining and formalization of scientific results and bear equal responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Dmitry V. Gvozdyakov,

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Butakov Research and Education Center, National Research Tomsk Polytechnic University, 30a, Lenin pr., Tomsk, 634050, Russia; e-mail: dim2003@tpu.ru

Andrey V. Zenkov,

Assistant Professor of the Butakov Research and Education Center,

National Research Tomsk Polytechnic University, 30a, Lenin pr., Tomsk, 634050, Russia; H e-mail: avz41@tpu.ru

Vladimir E. Gubin,

Cand. Sci. (Eng.),

Associate Professor of the Butakov Research and Education Center,

National Research Tomsk Polytechnic University, 30a, Lenin pr., Tomsk, 634050, Russia; e-mail: gubin@tpu.ru

Maksim V. Vedyashkin,

Cand. Sci. (Eng.),

Associate Professor of the Department of Control and Diagnostics,

National Research Tomsk Polytechnic University, 30a, Lenin pr., Tomsk, 634050, Russia; e-mail: vedyashkin@tpu.ru