select language:  lietuvių  |    english
Naujienos
Renginiai
Apie LEI
Mokslo padaliniai
Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija (12)
Degimo procesų laboratorija (13)
Branduolinės inžinerijos problemų laboratorija (14)
Plazminių technologijų laboratorija (15)
Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija (16)
Branduolinių įrenginių saugos laboratorija (17)
Vandenilio energetikos technologijų centras (18)
Atsinaujinančių išteklių ir efektyvios energetikos laboratorija (20)
Sistemų valdymo ir automatizavimo laboratorija (21)
Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorija (31)
Hidrologijos laboratorija (33)
Informacija
Tarptautiniai projektai
Doktorantūra
Karjera
JMS
   spausdinti

Mokslo padaliniai / Degimo procesų laboratorija (13)

Degimo procesų laboratorija (13) 
.

Laboratorijos vadovas

Nerijus Striūgas, Dr.


Breslaujos g. 3, LT-44403 Kaunas

Tel.: 8-37-401877
Faks.: 8-37-351271
Nerijus.Striugas

Papildomos informacijos apie laboratorijos veiklas galite rasti tinklapyje http://combustion.lei.lt arba laboratorijos darbuotojo Algio Džiugio asmeninėje svetainėje.


 
PAGRINDINĖS LABORATORIJOS MOKSLINIŲ TYRIMŲ KRYPTYS:
 
     degimo procesų efektyvumo didinimas;
     teršalų į atmosferą skleidimo mažinimas;
     degiklių, kuro išpurškimo įrenginių kūrimas ir tobulinimas;
     kietųjų kaloringų atliekų terminio skaidymo ir dujofikavimo tyrimai;
     granuliuotų terpių ir daugelio dalelių sistemų skaitinis modeliavimas;
     poveikio aplinkai vertinimas.
 
Degimo procesų tyrimai atliekami kuro taupymo, aplinkos taršos mažinimo ir medžiagų terminio nukenksminimo srityse.


DEGIMO PROCESO METU KATILE SUSIDARANČIŲ AZOTO OKSIDŲ MAŽINIMO, TIEKIANT PAPILDOMĄ DUJINĖS FAZĖS KURĄ, TYRIMAI

Įsigaliojusios Europos Sąjungos direktyvos jau eksploatuojamuose arba projektuojamuose dujas deginančiuose įrenginiuose griežtina sąlygas azoto oksidų (NOx) emisijai į aplinką. Mažinti NOx emisijas yra sudėtingas uždavinys, reikalaujantis papildomų investicijų arba MTEP darbų: būtina keisti esamus degiklius į mažai NOx generuojančius degiklius, ir/arba diegti antrines NOx mažinimo priemones.

Viena iš antrinių NOx mažinimo priemonių yra papildomų degių dujų tiekimas į liepsnos zoną. Tačiau nėra aišku, kaip optimaliai parinkti tokius parametrus: tiekiamų papildomų degių dujų iečių skaičių, degių dujų tiekimo vietą katile, tiekimo kampą lyginant su per degiklio tiekiamų pagrindinių dujų plokštumą statmenai kertančia ašimi, taip pat iečių galvučių struktūrą, tiekiamų papildomų dujų kiekį. Šių parametrų optimalias vertes galima nustatyti atliekant eksperimentus arba skaitinį tyrimą.

Šiuo metu atliekami skaitiniai tiekiamo papildomo dujinės fazės kuro įvedimo į liepsnos zoną optimalaus kampo tyrimai.


Pav. 1. Kairėje – NOx koncentracijos prieš papildomų degių dujų įvedimą, ir dešinėje – po įvedimo 40° kampu


MEDŽIO IR BIOKURO GRANULIŲ PIROLIZĖS METU VYKSTANČIŲ PROCESŲ TYRIMAI

Paprasčiausias būdas paversti prastesnės kokybės biokurą šiluma ar elektros energija – granuliuotą biokurą naudoti dujinimo procesui, kurio metu kietos frakcijos kuras paverčiamas dujomis. Tačiau atliekant dujinimo proceso bandymus pastebėta, kad naudojant medžio granules kyla problema: kuras, slysdamas iš pirolizės zonos į oksidacijos zoną, sulimpa, sudarydamas vienmasę struktūrą ir sustabdo tolesnę proceso eigą. Kuro sulipimas pirolizės zonoje mažai nagrinėjamas mokslinėje literatūroje ir dažniausiai šis procesas stebimas dujofikuojant iš perdirbtų atliekų pagamintas granules.

Siekiant nustatyti kuro sulipimo priežastis, atliekami medžio granulės pirolizės bandymai, kurių metu filmuojami medžio granulių dydžio pokyčiai ir fiksuojamos bandinio centro temperatūros.


Pav. 2. Medžio granulės pirolizė. Granulė patalpinta į elektrinę krosnį


BIOKURO DŽIOVINIMO INTENSYVINIMO TYRIMAI

Ekologinių tikslų vedamos, daugelis pasaulio valstybių iškastinį kurą pakeičia biokuru. Šiandien per 40 proc. kietojo biokuro sudeginama gyvenamiesiems namams šildyti. Dėl didėjančios biokuro paklausos šilumos gamintojai taupydami perka prastesnės kokybės, drėgną biokurą.
Biokuro drėgnis yra svarbi kuro savybė, veikianti biomasės degimą ir naudingosios šilumos išsiskyrimą. Atliekinio biokuro, tokio kaip miestų ar miškų tvarkymo atliekos, drėgnis gali siekti 60 proc. ir daugiau drėgmės pagal masę. Toks kuras, patekęs į pakurą ant ardyno nedega, o džiūsta, ir tik pasiekęs apie 30 proc. drėgmės, užsidega. Norint išspręsti šią problemą, reikia papildomai ilginti pakurą arba atlikti kuro džiovinimą prieš pakurą, o tai reikalauja papildomų investicijų technologiniam procesui.
Šiuo metu tiriamos biokuro džiovinimo intensyvinimo galimybės imituojant realius pakuroje vykstančius procesus.


Pav. 3. Biokuro džiovinimo intensyvinimo galimybių tyrimų stendas


ATOMINĖS SPEKTROSKOPIJOS TYRIMAI

Naudojant atominės spektroskopijos metodą ir padidinto jautrumo ICCD kamerą, galima ištirti pagrindinių liepsnoje esančių radikalų chemiliuminescencinio spinduliavimo dėsningumus, atsižvelgiant į degimo sąlygas ir kuro parametrus.
Šiuo metu paplitus biokuro naudojimui energetikos sektoriuje, kyla poreikis chemiliumenescencijos metodą pritaikyti liepsnos stebėjimo ir kontrolės įrangai kurti. Šioje srityje nėra daug atliktų eksperimentų tiriant radikalų emisijas liepsnoje. Todėl tiriamas biokuro dalelės degimo metu išsiskiriančių pagrindinių radikalų emisijų intensyvumas, eksperimentą vykdant nuo dalelės-granulės užsiliepsnojimo iki pat visiško sudegimo.


Pav. 4. Kairėje – dalelės degimas, dešinėje – ICCD kamera gauti intensyvumai


GRANULIUOTŲ MEDŽIAGŲ TYRIMAI

Granuliuotos medžiagos plačiai sutinkamos gamtoje ir daugelyje pramonės sričių; šiai medžiagų grupei priklauso taip pat ir kieto kuro granulės. Jose pasireiškia įvairūs mechaniniai reiškiniai, įdomūs tiek iš mokslinės, tiek iš praktinių taikymų pusės. Jų mechaninei elgsenai modeliuoti plačiai taikomas diskrečiųjų elementų metodu paremtas modelis, kai kiekvienos dalelės judėjimas ir jų tarpusavio susidūrimai aprašomi įprastinėmis mechanikos lygtimis. Granuliuotų medžiagų mechaninės savybės priklauso nuo atskirų jas sudarančių dalelių sąveikos. Matematinis modeliavimas leidžia tirti kietojo granuliuoto kuro elgseną ant judančio ardyno deginimo įrenginiuose, ir nagrinėti įvairius procesus, tokius kaip granulių maišymasis, segregacija pagal dalelių dydį ir tankį ir pan. Sujungus diskrečiųjų elementų modelį su reaguojančių fluidų srautų dinamika, tyrinėjami kuro džiūvimo, pirolizės, degimo procesai.


Pav. 5. Kietojo kuro dalelių ant judančio ardyno modelis


FUNDAMENTALIŲ REIŠKINIŲ, PASIREIŠKIANČIŲ TAIKANT NEINVAZINIO GALVOSPŪDŽIO MATAVIMO METODĄ, TYRIMAI

Pastaruoju metu pasaulyje labai padaugėjo žmonių, kurie tampa neįgaliais arba miršta nuo širdies kraujagyslių ligų bei stiprių galvos traumų. Paciento smegenų pažeidimų prevencijai reikia tikslaus ir gyvybei nepavojingo galvospūdžio (ICP) matavimo būdo. ICP matavimas gali būti atliktas invaziškai arba neinvaziškai. Kadangi invaziniai matavimo metodai yra pavojingi paciento gyvybei, jiems atlikti reikia aukštos kvalifikacijos neurochirurgų, todėl yra kuriami nauji, saugūs ir praktiškesni neinvaziniai metodai. Vienas iš neinvazinių metodų vadovaujasi akies arterijos morfologijos ypatybe: dalis akies arterijos, kuri yra kaukolės viduje, yra veikiama galvospūdžio, kita dalis, kuri yra kaukolės išorėje (akiduobėje), yra veikiama atmosferinio slėgio. Pacientui ant galvos yra uždedama speciali kaukė, kurios dėka akiduobėje yra periodiškai pridedamas išorinis slėgis (Pe). Metodas vadovaujasi balanso principu, kuris teigia, kad kai kraujo greitis kaukolės viduje ir išorėje esančiose akies arterijos dalyse susilygina, tuomet ir slėgiai, veikiantys skirtingas akies arterijos dalis, tampa lygūs ICP = Pe. Balanso principo galiojimo ribos bei atsirandančios paklaidos yra sąlygojamos fundamentalių reiškinių, kuriuos tirti galima įvairiai, o pačius tyrimus skirstyti į eksperimentinius ir skaitinius. Šiuo metu atliekami fundamentalių reiškinių, pasireiškiančių taikant neinvazinio ICP matavimo metodą, skaitiniai tyrimai.


Pav. 6. Neinvaziniu būdu atliekamo ICP matavimo balanso principo schema

© Lietuvos energetikos institutas, 2005-2017. Visos teisės saugomos.
Valstybės biudžetinė įstaiga. Duomenys kaupiami ir saugomi Juridinių asmenų registre, kodas 111955219 | PVM kodas LT119552113