Разработка конструкции лабораторной установки по влиянию магнитного поля на свойства газа в процессе его горения - Дипломная работа

Для дальнейших испытаний газовая горелка разделена на две части. К каждой части горелки приварен входной штуцер, для присоединения к активатору ОРТО-модификатор ОМТ-5. На рисунке 3.6 показаны горелка и регулировочный клапан со штуцером диаметром 8 мм. На рисунке 3.7 показан штатив установки. При помощи отрезков шланга и хомутов с открывающимся замком устанавливается герметичное соединение входного штуцера ОРТО модификатора ОМТ-5 и штуцера регулировочного клапана горелки, также производится соединение выходного штуцера модификатора и входного штуцера портативной горелки.Далее через сквозные каналы происходит деление на два потока, затем потоки газа движутся навстречу друг другу к центру модуля с магнитом. Потоки сталкиваются и разворачиваются на заданный угол ? (90 градусов), далее попадают в глухие каналы и, двигаясь к периферии модуля вдоль оси Z, попадают в сквозные каналы последующего модуля, после прохождения которых процесс повторяется [8]. Газ, обработанный магнитным полем, через выходной штуцер выходит из корпуса и поступает в горелку. Конструкция модулей шайб с магнитами, обращенными одноименными полюсами друг к другу, формирует конфигурацию магнитного поля с увеличением индукции за счет компрессии магнитного потока и увеличивает количество зон неоднородного магнитного поля, в этом месте его воздействие на молекулы среды возрастает. Порядок работы на лабораторной установке для исследования влияния магнитного поля на свойства газа проходит в следующем порядке: Установка магнитных дисков из сплава неодим-железо-бор (немагнитных дисков из сплава медно-никелевого) в шайбы модулей орто-модификатора ОМТ-5.В таблице 3.2 приведены результаты исследования изменения массы газового баллона «Турист». Таблица 3.2 - Результаты исследования изменения массы газового баллона «Турист» На рисунке 3.14 показан график изменения массы газового баллона при использовании магнитных дисков из сплава неодим-железо-бор и немагнитных дисков из сплава медно-никелевого в шайбах модулей орто-модификатора.На рисунке 3.15 показано пламя горелки при использовании немагнитных дисков. На рисунке 3.16 показано пламя горелки при использовании магнитных дисков. На рисунке 3.17 показано сравнительное пламя горелок с размерами при использовании магнитных и немагнитных дисков. На рисунке 3.18 показан ламинарный факел. Согласно рисунку 3.19, структура пламени состоит из ядра чистого газа 1, зоны сравнительно медленного горения 2, размытой зоны наиболее интенсивного горения 3 с высоким содержанием продуктов сгорания и зоны горения 4 с преобладанием в ней воздуха.Для дальнейшего технико-экономического основания применения магнитной активации газового топлива, разрабатывалась конструкция, применимая на газовой лини котельной. Рисунок 4.1 - Магнитный активатор газового топлива Согласно рисунку 4.1, магнитный активатор газового топлива состоит из корпуса с закрепленными постоянными магнитами 2. Внутри корпуса располагается модуль, собранный из съемных кассет 3, образовывающих проточный канал для магнитной обработки газа. На рисунке 4.2 показано место установки магнитного активатора газового топлива.Экономическую эффективность использования магнитной активации газового топлива определим по формуле: , ,(4.1) где - тариф на природный газ, ; удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии планируемый, . Удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии фактический рассчитываем по формуле: , ,(4.2) где - теплопроизводительность котла ЗИОСАБ - 1000, ;К капитальным затратам относятся: затраты на строительство и оборудование новых предприятий, зданий и сооружений, и затраты на реконструкцию, расширение и техническое перевооружение действующих предприятий. В мероприятия по установке магнитного активатора газового топлива входит стоимость: оборудования - определяется согласно договорным ценам; проектных работ - до 10% от стоимости строительно-монтажных работ; В таблице 4.1 приведены основные укрупненные капиталовложения.Срок окупаемости мероприятия по установке магнитного активатора газового топлива определяется по формуле: , ,(4.4) где - капиталовложение мероприятия, ;На рисунке 4.3 показан возможный вариант товарного знака Gas Magnetic для установки магнитного активатора газового топлива.Автоматизация - это процесс, направленный на применение технических средств с частичным или полным освобождением человека из трудового процесса путем передачи его функций специальным системам. Автоматизация позволяет повысить уровень и производительность труда , улучшить качество продукции , оптимизировать процессы управления. Автоматизированная система - это совокупность устройств, которые выполняет функции по получению, преобразованию, хранению, использованию и передачу информации или материала в определенной последовательности и в режиме автоматического управления. В состав подобных систем входят различные датчики, сенсоры, контроллеры, устройства для ввода и вывода. Он осуществляет сбор, регистрацию и передачу электрических сигналов с датчиков температуры, положен

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОЙ АКТИВАЦИИ ТОПЛИВА НА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

1.1 Общие сведения о магнитной активации топлива

1.2 Обзор оборудования из Internet - ресурсов

1.3 Обзор на полезные изобретения и патенты

1.4 Общие недостатки существующих устройств

1.5 Анализ нормативных документов

2. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАНЕЕ ПРОВОДИМЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Обзор исследований по влиянию магнитного поля на свойства углеводородного топлива на автотранспорте

2.2 Обзор конструкции установки для исследования влияния на свойства природного газа импульсного магнитного поля в процессе его горения

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОЙ АКТИВАЦИИ ТОПЛИВА НА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

3.1 Разработка лабораторной установки для исследования эффективности сгорания газового топлива при воздействии на него магнитного поля

3.2 Принцип работы лабораторной установки

3.3 Результаты исследования

3.3.1 Исследование изменения масса баллона

3.3.2 Исследование формы и характера пламени

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТНОЙ АКТИВАЦИИ газового топлива

4.1 Магнитный активатор газового топлива

4.2 Расчет экономии топлива при использовании магнитного активатора

4.3 Расчет капиталовложения в мероприятие

4.4 Расчет срока окупаемости магнитного активатора топлива

4.5 Разработка товарного знака магнитного активатора газового топлива

5. АВТОМАТИЗАЦИИ ГАЗОРЕГУЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ

5.1 Общие положения

5.2 Схема автоматизации ГРУ

ВВЕДЕНИЕ

Преамбула. В современных условиях при переходе к рыночным отношениям для решения проблемы энергосбережения и энергоэффективности значительное внимание уделяется снижению потребления топлива нефтяного и газового происхождения, ввиду повышения стоимости и снижения общемировых запасов. Одной из новых технологий в области энергосбережения является магнитная активация топлива. Известны исследования влияния магнитного поля на свойства газообразного углеводородного топлива. В одних примерах положительные качества топлива увеличиваются, а в других - уменьшаются.

Актуальность исследования. Проблема экономии в использовании газообразного топлива, а также экологические проблемы, связанные с продуктами его сгорания, несгоревший углеводород (СН) и вещества, которые отравляют окружающую среду, например, угарный газ (СО), относятся к наиболее актуальным на сегодняшний день проблемам. Согласно закону от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» энергосбережения и повышение энергетической эффективности основывается на следующих принципах: Эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов;

Системность и комплексность проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности;

Использование энергетических ресурсов с учетом ресурсных, производственно-технологических, экологических и социальных условий.

Магнитная обработка топлива позволяет существенно повысить экономическую эффективность и экологические показатели, что и определяет актуальность предлагаемой дипломной работы.

Целью ВКР является разработка конструкции лабораторной установки по влиянию магнитного поля на свойства газа в процессе его горения и оценка экономической эффективности создания серии промышленных установок для реализации магнитной обработки топлива перед его сжиганием. сгорание газовый топливо магнитный активатор

Постановка задачи. Для достижения поставленной цели при проведении исследований влияния магнитного поля на свойства природного газа в процессе его горения необходима разработка лабораторной установки, на которой должны быть отработаны режимы работы и варианты применения магнитной активации на движущийся поток топлива. На основании сравнения данных использования устройства магнитной активации и эффекта без него, делаются выводы о целесообразности применения подобных устройств в промышленных установках.

Объект исследования. В качестве объекта исследования был взят газовый баллон «Турист» для портативных газовых приборов. Состав газа, который обрабатывался магнитным полем: бутан, изобутан, пропан, соответствует ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления»; соответствует европейскому стандарту EN 417; отвечает требованиям ISO 9001, ISO 14001. Выбор основан на его общедоступности и низких выбросах вредных веществ в окружающую среду.

Методы исследования: В процессе работы применяются такие методы исследования, как изучение существующих устройств по теме исследования, нормативной базы, аналитический и сравнительный методы, а также методы, заключающиеся в испытании изучаемого явления такие, как наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент.