Рассмотрена система сжигания уничтожаемого высокотоксичного вещества с образованием вертикальной сверхзвуковой струи продуктов сгорания, удаляемых в атмосферу на значительную высоту. Предложены методика и алгоритм сопряженного газо- и термодинамического расчета рабочих процессов в двухзонной установке с первичным сжиганием с воздухом в камере, аналогичной жидкостному ракетному двигателю, и дожиганием в сверхзвуковом потоке. Методика апробирована на примере математического моделирования дожигания и параметрического исследования влияния полноты сгорания на состав и свойства продуктов сгорания гептила в воздухе с дожиганием при подаче метана во вторую зону.
огневой термический метод уничтожения, двухзонное сжигание, камера жидкостного ракетного двигателя, дожигание в сверхзвуковом потоке, газотермодинамический расчет, воздух, гептил.
1. Введение в проблему
Один из методов обезвреживания токсичных веществ, в частности ракетного топлива и его компонентов, а также технологических жидкостей, например использованного в качестве промывочной среды этанола, метанола или других жидких производственных отходов, состоит в их уничтожении сжиганием и удалением в атмосферу продуктов сгорания с остаточным содержанием токсичных веществ. При этом продукты сгорания выбрасываются в вертикальной струе на некоторую высоту, увеличение которой обеспечивает более интенсивное снижение их концентрации до допустимого уровня за счет смешения с воздухом. Это может быть обеспечено при инерционном подъеме струи отходящих газов за счет ее ускорения до очень высокой и даже сверхзвуковой скорости.
1. Бернадинер М. Н., Шурыгин А. П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М.: Химия, 1990.
2. Печи дожига (паросжигатели). URL: http://www.generation- nho.ru-обращение 15.07.2016
3. Способ уничтожения супертоксичных соединений: пат. 2072477 Рос. Федерация: МПК F23G5/00 Сжигание отходов; конструкции мусоросжигательных печей; детали, принадлежности печей; управление печами, F23G7/00 Печи или другие устройства, специально предназначенные для уничтожения специфических отходов или низкокачественного топлива, например химикатов/ Колбановский Ю. А., Белый В. В., Григорьев А. С., Дулатов Р. Д., Россихин И. В., Щипачев В. С., Платэ Н. А.; патентообладатель Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН; заявл. 08.05.1990; опубл. 27.01.1997
4. Тrusov B. G. Program system TERRA vor simulation phase and chemical equilibrium// Proc. of the XIV Intern. Symp. on Chemical Thermodynamics, St-Petersburg, Russia, 2002. P. 483-484.
5. Трусов Б. Г. Программная система моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 1. С. 21. DOI:https://doi.org/10.18698/2308-6033-2012-1-31
6. База данных «Термические Константы Веществ». Рабочая версия 2 (электронный аналог Справочника «Термические Константы Веществ» в 10 томах; Под ред. В. П. Глушко, 1965…1982 гг.). Рук. работы Иориш В. С. и Юнгман В. С.: URL: http://www.chem.msu.ru/cgi-bin/ tkv.pl?show=welcome.html/ welcome.html (обращение 06.01.16).
7. Дорофеев А. А. Основы теории тепловых ракетных двигателей. Теория, расчет и проектирование: учебник. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014.
8. Дорофеев А. А., Ягодников Д. А., Чертков К. О. Особенности расчета состава и температуры продуктов сгорания переобогащенных кислород-метановых топлив // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2015. № 10. С. 85-95.
9. Шишков А. А. Газодинамика пороховых ракетных двигателей: инженерные методы расчета. М.: Машиностроение, 1968.
10. Дорофеев А. А., Розинский С. М. Расчет состава и свойств газообразных продуктов сгорания топлива в скоростной камере// Известия ВУЗов. Машиностроение. 2003. № 4. С. 49-52.
