ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ СЖИГАНИЯ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА

Рассмотрен вопрос о взаимном влиянии климата планеты, процессов горения и эффективности использования топлива. Атмосферный воздух, выступающий окислителем в процессах горения, отличается наличием в нем водяного пара, абсолютное содержание которого определяется температурой воздуха и его относительной влажностью. Исследовано влияние влажности атмосферного воздуха на основные теплотехнические энергетические характеристики топлива: теоретическую температуру горения, низшую и высшую теплоту сгорания. Доказано уменьшение значений каждой из перечисленных характеристик с ростом влагосодержания воздуха. Выполнен термодинамический анализ зависимости КПД использования топлива от параметров воздуха горения при варьировании его температуры и влажности. Впервые установлено, что нагрев воздуха до 373 К, обеспечивающий монотонное повышение КПД и сокращение расхода топлива в случае сухого воздуха горения, снижает КПД в случае влажного воздуха. При этом негативное влияние увлажнения воздуха горения тем сильнее, чем выше его температура и относительная влажность – вплоть до насыщения воздуха (достижение точки росы). Десять основных климатических зон Земли резко отличаются друг от друга температурно-влажностными характеристиками и их влиянием на горение органического и альтернативного топлива. Установлена взаимосвязь климатических факторов и процессов горения с позиции энергоэффективности и экологических последствий, включая анализ возникновения парникового эффекта и оценку вклада отдельных парниковых газов (СО2) в глобальное потепление.

1. Guillet, R. The humid combustion to protect environment and to save the fuel: the water vapor pump and Maisotsenko cycles examples [Текст] / R. Guillet // Int. J. on Energy for a Clean environment. – 2011. – Vol. 12. – P. 259–271.

2. Gillan, L. Maisotsenko cycle for cooling processes [Текст] / L. Gillan // Int. J. on Energy for a Clean Environment (Clean Air). – 2008. – Vol. 9. – Р.47–64.

3. Jenkins, P. Analysis of using the M-cycle Regenerative-Humidification Process on a Gas Turbine [Текст] / P. Jenkins, M. Cerza, M. Al Saaid // Proceedings of ASME Turbo 2014 GTI, June 16–20, 2014, Dusseldorf, Germany – 9P.

4. Sikirica, S. Thermo-chemical recuperation improves furnace thermal efficiency [Текст] / S. Sikirica [и др.] // Heat Treating Progress. – 2007. – Vol. 7. – No. 5. – P. 28–31.

5. Altfeld K., Schley P. Entwicklung der Erdgasbeschaffenheiten in Europa [Текст] / K. Altfeld, P. Schley // Gas Waerme Inst. – 2012. – No. 2. – P. 57–63.

6. Soroka, B.S. Bershadskyi A.I. The Fuel Certification by Heat Engineering Characteristics [Текст] / B.S. Soroka, A.I. Bershadskyi // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2014. – № 2. – С. 3 –13.

7. Сорока, Б.С. Основные термические параметры сжигания углеводородов с увлажненным окислителем [Текст] / Б.С. Сорока, А.И. Бершадский // Материалы XXVI- ой международной научной конференции «Дисперсные системы», ОНУ. – Одесса 22– 26 сентября, 2014. – С. 170–172.

8. Bussman, W.R. Ambient Condition Effects on NOx and CO Emissions From Process Heaters [Текст] / W.R. Bussman, Ch.E. Baukal, Jr. // ASME 2008 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Combustion Science and Engineering, Boston, Massachusetts, USA. – October 31–November 6, 2008. – Vol. 3. – P. 525–534.

9. Leicher, J. Gasbeschaffenheitsanderungen: Losungsansatze fur industrielle Feuerungsprozesse [Текст] / J. Leicher [и др.] // GasWaerme Int. – 2013. No. 6. P. 43–57.

10. Кривошеев, М. Обзор основных нормативных актов Евросоюза для биотоплива: настоящее и ближайшие перспективы [Текст] / М. Кривошеев // Деревообработка. – 2011. – № 4–6. – C. 64–65.

11. Energy balance sheets data 2013. Eurostat statistical book. – Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2015.

12. Grewe, F. Schwachgasverstromung. Decentralized Bioenergy [Электронный ресурс] / F. Grewe. – Motortech/Kraft-Warme-Koplung. – Режим доступа: http:// www.energy–decentral.com/fileadmin/2012/Forume 1BE/Grewe – Voelz.pdf (дата обращения: 05.12.2016).

13. Физический энциклопедический словарь [Текст] / гл. редактор А.М. Прохоров. – М.: Советская энциклопедия, 1984. – 944 с.

14. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы. Справочник / под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. – М.: Энергия, 1980. – 528 с.

15. Универсальный атлас мира / Составители: Ю.Н. Голубчиков, С.Ю. Шокарев. – М.: ИПЦ «Дизайн. Информация. Картография». – Изд-во «Астрель» – Изд-во АСТ. – 2008. – 311 с.

16. Сорока, Б.С. Низкоэмиссионное сжигание подготовленных газо-воздушных смесей в камере с рециркуляцией продуктов сгорания [Текст] / Б.С. Сорока, В.А. Згурский, М.Я. Хинкис // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. – 2013. – № 1 (12). – C. 368–374.

17. Сорока, Б.С. Моделирование процессов переноса и образования вредных выбросов при сжигании природного газа с воздухом, увлажненным в цикле Майсоценко [Текст] / Б.С. Сорока, В.А. Згурский // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. – 2013. – № 1 (12). – C. 403–409.

18. Bayar T. Improving gas turbine performance with dry air injection [Текст] / T. Bayar // Power Engineering International Gas & Steam Turbine Special Focus/ 2016, April. P. 12–17.

19. Riangvilaikul, B. An experimental study of a novel dew point evaporative cooling system [Текст] / B. Riangvilaikul, S. Kumar // Energy and Buldings. – 2010. – Vol. 42. – P. 637–644.

20. Попков, М. Мы рубим много, но слишком мало. Мораторий на экспорт деловой древесины: причины, последствия, альтернативы / М. Попков // 2000. – 2016, № 29 – 30(780). – Держава. – С. В1–В3.

21. Лялько, В. Современные изменения климатических характеристик отопительного периода на примере г. Киева и выявления возможных трендов в будущем [Текст] / Лялькой [и др.] // Вестник НАН Украины. – 2016. – № 8. – С. 53–58.

22. Overview of Greenhouse Gas Emissions. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.epa.gov/ghg emissions… (дата обращения :05.12.2016).

23. Weber, E.J. Interchangeability of Fuel Gases. Gas Engineers Handbook. Fuel Gas Engineering Practices [Текст] / E.J. Weber. – First Edition, Second Printing. Section 12, Chapter 14. – N.Y.: The Industrial Press. – 1966. – P. 12/239–12/252.

24. Goke, S. Influence of Steam Dilution on NOx Formation in Premixed Natural Gas and Hydrogen Flames [Текст] / S. Goke, O. Paschereit // 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition. – Nashville, Tennessee, 9 –12 January 2012. – 15 p.

25. Сорока, Б.С. Интенсификация тепловых процессов в топливных печах [Текст] / Б.С. Сорока. – Киев: Наукова думка, 1993. – 417 с.

26. Сорока, Б.С. Сравнительный энергоэкологический анализ использования альтернативных газовых топлив различного происхождения [Текст] / Б.С. Сорока, А.В. Корниенко // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2012. – № 07. – С. 105–112.