Оцінка основних вогнетехнічних та екологічних властивостей спалювання метано-водневих сумішей

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorРябцун Р. С.
dc.contributor.authorВоробйов М. В.
dc.contributor.authorRiabtsun Ruslan S.
dc.contributor.authorVorobiov Mykyta V.
dc.date.accessioned2025-05-16T10:11:55Z
dc.date.available2025-05-16T10:11:55Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionРябцун, Р. С. Оцінка основних вогнетехнічних та екологічних властивостей спалювання метано-водневих сумішей = Estimation of the main combustion and environmental characteristics of methane-hydrogen mixtures combustion / Р. С. Рябцун, М. В. Воробйов // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2024. – № 4 (497). – С. 39–44.
dc.description.abstractВикористання водню при заміщенні природного газу крім очевидних переваг з декарбонізації атмосфери (зменшення викидів СО2) призводить до зміни вогнетехнічних та емісійних використання характеристик паливо-окислювальних сумішей, зокрема збільшення абсолютної витрати паливного газу через меншу теплоту згоряння водню, збільшення утворення оксидів азоту NOx через більшу температуру горіння водню та ін. Мета дослідження полягала у визначенні вогнетехнічних та екологічних властивостей газових палив, складених із сумішей метану та водню, а саме швидкостей горіння, зміни адіабатичної температури горіння сумішей при збільшенні долі водню у паливі, оцінці утворення оксидів азоту, та викидів СО2. Метод дослідження – чисельний аналіз вогнетехнічних та екологічних характеристик процесів спалювання метано-водневих сумішей. Об’єкт дослідження – процеси спалювання метано-водневих сумішей. Предмет дослідження – зміна швидкості горіння, утворення вуглекислоти СО2 та оксидів азоту NOx різному співвідношенні метан/водень газової суміші; температурні характеристики спалювання метано-водневих сумішей. На основі аналізу результатів теоретичних розрахунків встановлено показав, що при відносно-помірній долі заміщення метану воднем, наприклад для суміші [СН4] / [Н2] = 60 / 40%, об., швидкість горіння буде складати Sl ~ 50 см/с, що лише на ~ 25% більше ніж для природного газу. Більші значення заміщення СН4 на Н2 економічно є сумнівними через низьку теплотворну здатність останнього. Термодинамічні оцінки утворення шкідливих речовин показали, що для оксиду азоту NO, при заміщенні метану [СН4] = 100%, об. на метано-водневу суміш [СН4] / [Н2] = 50 / 50%, об. збільшення утворення NO складає з 2245 мг/м3 до 2440 мг/м3 , тобто на 8,6%, а при спалюванні чистого водню [Н2] = 100%, об утворення NO складе 2995 мг/м3 , тобто збільшиться на 33,4% у порівнянні з чистим метаном.. Розрахунками утворення викидів CO2 встановлено, що при використанні сумішевого газу [СН4] / [Н2] = 50 / 50%, об. скорочення викидів CО2 складатиме лише 23,34% – з 0,055 кг/МДж до 0,042 кг/МДж.
dc.description.abstract1The using of hydrogen to replacement natural gas, in addition to the obvious benefits of decarburizing the atmosphere (reducing CO2 emissions), leads to changes in the fire and emission characteristics of fuel-oxidizing mixtures, in particular, an increase in the absolute consumption of fuel gas due to the lower heating value of hydrogen, an increase in the formation of nitrogen oxides NOx due to the higher combustion temperature of hydrogen, etc. The purpose of the study was to determine the fire and environmental properties of gas fuels composed of methane and hydrogen mixtures, namely burning velocity, changes in the adiabatic combustion temperature of mixtures with an increase in the proportion of hydrogen in the fuel, and to assess the formation of nitrogen oxides and CO2 emissions. Research method – numerical analysis of fire engineering and ecological characteristics of the combustion of methanehydrogen mixtures. Object of study – processes of combustion of methane-hydrogen mixtures. Subject of research – changes in the combustion rate, formation of carbon dioxide CO2 and nitrogen oxides NOx at different ratios of methane/hydrogen gas mixture; temperature characteristics of combustion of methane-hydrogen mixtures. Based on the analysis of the results of theoretical calculations, it was found that at a relatively moderate proportion of methane substitution with hydrogen, for example, for a mixture of [CH4] / [H2] = 50 / 50,% vol. the burning velocity will be Sl ~ 50 cm/s, which is only ~ 25% higher than for natural gas. Higher values of CH4 substitution by H2 are economically questionable due to the low calorific value of the latter. Thermodynamic estimates of the formation of harmful substances showed that for nitrogen oxide NO, when replacing methane [CH4] = 100%, vol. with a methane-hydrogen mixture [CH4] / [H2] = 50 / 50%, vol. the increase in NO formation is from 2245 mg/m3 to 2440 mg/m3 , i.e. by 8,6%, and when burning pure hydrogen [H2] = 100%, the NO formation will be 2995 mg/m3 , i.e. an increase of 33.4% compared to pure methane. The calculations of CO2 emissions have shown that when using a mixed gas [CH4] / [H2] = 50 / 50%, the total reduction in CO2 emissions will be only 23.34% – from 0.055 kg/MJ to 0.042 kg/MJ.
dc.identifier.issn2311-3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/10451
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseriesУДК; 536.46:662.61
dc.subjectметано-водневі суміші
dc.subjectшвидкість горіння
dc.subjectпарникові гази
dc.subjectоксиди азоту
dc.subjectmethane-hydrogen mixtures
dc.subjectburning velocity
dc.subjectgreenhouse gases
dc.subjectnitrogen oxides
dc.titleОцінка основних вогнетехнічних та екологічних властивостей спалювання метано-водневих сумішей
dc.title.alternativeEstimation of the main combustion and environmental characteristics of methane-hydrogen mixtures combustion
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Riabtsun.pdf
Розмір:
371.05 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 4 (497) 2024