UA133771U

UA133771U - METHOD OF STOPPING COMBUSTION OF GAS COMPOUNDS

Info

Publication number: UA133771U
Application number: UAU201810578U
Authority: UA
Inventors: Юрій Юрійович Жигуц; Іван Іванович Опачко
Original assignee: Державний Вищий Навчальний Заклад "Ужгородський Національний Університет"
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2019-04-25

Abstract

Спосіб припинення горіння газових сумішей у конфорках та газоспалювальних агрегатах включає взаємодію газового потоку і акустичних хвиль, що і в "вогняній" трубі стоячої хвилі. Для припинення горіння газових горючих сумішей у конфорці, на неї вздовж газового потоку на виході полум'я з конфорки подається акустичний імпульс з крутими фронтами, який модулює щільність горючої газової суміші поблизу місця її спалювання та, як наслідок, призводить до припинення горіння при тривалості імпульсу 10-3 с з тривалістю переднього фронту 10-4 с та частоті слідування імпульсів не менше 1 кГц.A method of stopping the combustion of gas mixtures in hotplates and gas combustion units involves the interaction of gas flow and acoustic waves, as in the "firing" tube of a standing wave. To stop combustion gas combustion in the burner, an acoustic impulse with steep edges is applied to it along the gas stream at the exit of the burner, which modulates the density of the combustible gas mixture near its combustion site and, as a consequence, causes the combustion to cease during the duration of combustion. 10-3 s with a leading edge of 10-4 s and a pulse repetition rate of at least 1 kHz.

Description

Корисна модель належить до способів спалювання газових горючих сумішей у конфорках, а також протипожежних способів і технологій, та може використовуватись у різних галузях, зокрема в металургії, побуті та ін. для припинення горіння.The useful model belongs to methods of burning gas-combustible mixtures in burners, as well as fire-fighting methods and technologies, and can be used in various industries, in particular, in metallurgy, everyday life, etc. to stop burning.

Відомий спосіб, що використовує зміну щільності газової горючої суміші під дією звукових хвиль у "вогняній" трубі стоячої хвилі (11.A known method that uses a change in the density of a combustible gas mixture under the action of sound waves in a "fire" tube of a standing wave (11.

Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є спосіб створення стоячої хвилі у "вогняній" трубі, яка являє собою металічну циліндричну трубу з виконаними в ній отворами, розташованими перпендикулярно до осі з певним періодом для виходу полум'я горючої газової суміші. В трубі встановлений пристрій для подачі звукових гармонічних стоячих хвиль з діапазоном частот від 20 до 20000 Гу. При подачі в трубу горючої газової суміші і її підпалюванні на зовнішній поверхні труби у отворах створюються потоки полум'я, інтенсивність яких залежить від надлишку тиску газу під дією сигналу від звукового генератора.The closest to the proposed useful model is the method of creating a standing wave in a "fire" pipe, which is a metal cylindrical pipe with holes made in it, located perpendicular to the axis with a certain period for the flame of a combustible gas mixture to exit. A device for supplying sound harmonic standing waves with a frequency range from 20 to 20,000 Hu is installed in the pipe. When a combustible gas mixture is fed into the pipe and ignited on the outer surface of the pipe in the holes, streams of flame are created, the intensity of which depends on the excess gas pressure under the action of the signal from the sound generator.

Однак відомий спосіб створення стоячої хвилі у "вогняній" трубі має цілу низку суттєвих недоліків, а саме: - необхідність використання виключно стоячих звукових хвиль, що пов'язано із необхідністю встановлення взаємозв'язку між частотою звукового сигналу і розмірів труби; - можливість використання способу для регулювання горіння газової горючої суміші при застосуванні періодичних звукових хвиль обмеженого звукового діапазону від 20 до 20000 Гц, залежного від розмірів труби; - неможливість швидко припиняти горіння газової суміші у газових конфорках.However, the known method of creating a standing wave in a "fire" pipe has a number of significant disadvantages, namely: - the need to use exclusively standing sound waves, which is associated with the need to establish a relationship between the frequency of the sound signal and the dimensions of the pipe; - the possibility of using a method for regulating the combustion of a combustible gas mixture when using periodic sound waves of a limited sound range from 20 to 20,000 Hz, depending on the size of the pipe; - the impossibility of quickly stopping the burning of the gas mixture in gas burners.

В основу корисної моделі поставлена задача, яка полягає у розробленні способу запобігання підпалювання горючої газової суміші у конфорках з усуненням перерахованих вище недоліків найближчого аналога. Для цього запропоновано використання акустичних імпульсів з крутими фронтами значно ширшого діапазону, що дає змогу ефективніше припиняти горіння.The useful model is based on the task of developing a method of preventing ignition of a combustible gas mixture in burners with the elimination of the above-mentioned disadvantages of the nearest analogue. For this, the use of acoustic pulses with steep fronts of a much wider range is proposed, which makes it possible to stop burning more effectively.

Поставлена задача вирішується тим, що у способі припинення горіння газових сумішей у конфорках та газоспалювальних агрегатах, що включає взаємодію газового потоку і акустичних хвиль, що і в "вогняній" трубі стоячої хвилі, згідно з корисною моделлю, для припинення горіння газових горючих сумішей у конфорці, на неї вздовж газового потоку на виході полум'я з конфорки подається акустичний імпульс з крутими фронтами, який модулює щільність горючоїThe task is solved by the fact that in the method of stopping the combustion of gas mixtures in burners and gas-burning units, which includes the interaction of gas flow and acoustic waves, as in the "fire" pipe of a standing wave, according to a useful model, for stopping the burning of gas-combustible mixtures in the burner , an acoustic pulse with steep fronts is applied to it along the gas flow at the flame exit from the burner, which modulates the fuel density

Зо газової суміші поблизу місця її спалювання та, як наслідок, призводить до припинення горіння при тривалості імпульсу 103 с з тривалістю переднього фронту 107 с та частоті слідування імпульсів не менше 1 кГц.From the gas mixture near the place of its combustion and, as a result, leads to the cessation of combustion with a pulse duration of 103 s with a leading edge duration of 107 s and a pulse tracking frequency of at least 1 kHz.

Спосіб здійснюють таким чином.The method is carried out as follows.

У способі припинення горішня газових сумішей у конфорках застосовують збуджувач акустичних імпульсів з частотою слідування не менше 1 кГц, тривалістю імпульсу 103 с. У конфорку встановлювався збуджувач імпульсів, який дав змогу отримувати відповідні акустичні імпульси. Це призвело до отримання низки переваг: 1) відсутність потреби у створенні стоячих хвиль; 2) можливість припинення горіння горючої газової суміші під дією акустичних імпульсів з крутими фронтами у газових конфорках.In the method of stopping the attic of gas mixtures in the burners, an exciter of acoustic pulses with a tracking frequency of at least 1 kHz and a pulse duration of 103 s is used. A pulse exciter was installed in the burner, which made it possible to receive the corresponding acoustic pulses. This led to a number of advantages: 1) no need to create standing waves; 2) the possibility of stopping the combustion of a combustible gas mixture under the action of acoustic pulses with steep fronts in gas burners.

Приклад використання. Для проведення дослідно-промислових експериментальних робіт було розроблено спосіб, який використовує пристрій, розміщений у газопровідній трубі напроти кришки конфорки. У газопровідну трубу (перед конфоркою) вмонтовувався вихід із п'єзоакустичного випромінювача, створеного на основі п'єзокераміки ЦТО-19, який живився від генератора сигналів АМ55200 з діапазоном частот 0...6 МГц та. У електричну схему входив підвищуючий імпульсний трансформатор. У трубу подавався горючий газ з газової мережі побутового горючого газу. Труба заповнювалася горючим газом, який після проходження через отвори конфорки підпалювався. В результаті подачі з генератора імпульсу з частотою понад 1 кГц, тривалістю імпульсу 103 с та з тривалістю переднього фронту 107 с горіння припинялося.Example of use. For research and industrial experimental work, a method was developed that uses a device placed in the gas pipe opposite the burner cover. In the gas pipe (in front of the burner) the output from the piezoacoustic emitter, created on the basis of piezoceramics TsTO-19, which was powered by the AM55200 signal generator with a frequency range of 0...6 MHz and was mounted. The electrical circuit included a step-up pulse transformer. Combustible gas was fed into the pipe from the domestic combustible gas gas network. The pipe was filled with combustible gas, which, after passing through the holes of the burner, was ignited. As a result of supplying a pulse from the generator with a frequency of more than 1 kHz, a pulse duration of 103 s and a leading edge duration of 107 s, combustion stopped.

При цьому повторне запалювання горючої суміші було неможливе.At the same time, re-ignition of the combustible mixture was impossible.

Аналогічні досліди проводилися для припинення горіння і на конфорках побутових газових плит.Similar experiments were conducted to stop burning on the burners of household gas stoves.

Техніко-економічна ефективність корисної моделі. Розроблений спосіб припинення горіння газових сумішей у конфорках дає змогу регулювати процес горіння та припиняти його, а у подальшому унеможливлювати запалення з отриманням безпечного, екологічного та іншого ефектів. Таким чином використання розробленого способу припинення горіння газових сумішей у конфорках замість традиційних запобіжних заходів для гасіння вогню, або й разом із ним у комплексному підході до гасіння у газоспалювальних пристроях за попередніми експертними оцінками дасть у межах України очікуваний економічний ефект не менше 73 млн. 200 тис. грн. бо Джерело інформації:Technical and economic efficiency of a useful model. The developed method of stopping the combustion of gas mixtures in burners makes it possible to regulate the burning process and stop it, and in the future to prevent ignition with obtaining safe, ecological and other effects. Thus, the use of the developed method of stopping the burning of gas mixtures in burners instead of traditional precautionary measures for extinguishing fire, or together with it in a comprehensive approach to extinguishing in gas-burning devices, according to preliminary expert assessments, will give an expected economic effect within Ukraine of at least 73 million 200 thousand UAH because Source of information:

1. Никитина Ж.Ю., Никитин Д.С., Тугушева 3.М. Исследованиеє звуковьїх волн. Труба1. Nikitina Zh.Yu., Nikytyn D.S., Tugusheva 3.M. Research of sound waves. Tube

Рубенса // Старт в науке. - 2016. - Мо 1. - С. 103-106. - найближчий аналог.Rubens // Start in science. - 2016. - Mo 1. - P. 103-106. - the closest analogue.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

The method of stopping the burning of gas mixtures in burners and gas-burning units, which includes the interaction of the gas flow and acoustic waves, as in the "fire" pipe of a standing wave, which differs in that to stop the burning of gas-combustible mixtures in the burner, on it along the gas flow on an acoustic pulse with steep fronts is supplied to the flame exit from the burner, which modulates the density of the combustible gas mixture near the place of its combustion and, as a result, leads to the cessation of combustion with a pulse duration of 103 s with a leading edge duration of 107 s and a pulse tracking frequency of at least 1 kHz