Читать книгу Записки инженера. Шесть вопросов. План жизни с конца. Выращивание себя. Выращивание Родины. Сказки из физики - Номер PD C8083N45J - Страница 57

У меня крепкие и, как говорят женщины, красивые ноги. Шел шестой час беготни и перемещения всех возможных регуляторов. Ноги явно болели. Мозг по-прежнему не мог зацепиться. Явление то появлялось, то не появлялось.

Камеры двухступенчатого горения были новшеством, которое Центральный котлотурбинный институт передрал из японского патента. ЦКТИ много исследовал этот процесс, делал расчеты, изучал аэродинамику на моделях и т. п. Целью было растянуть мазутный факел. Обычно мазут дает очень выраженное по тепловыделению ядро горения – кольцо, которое сжигает обмуровку камеры сгорания. Поэтому хотели сначала газифицировать мазут, потом газ дожечь. Получался длинный красноватый факел. Обычно мазутный факел ослепительно белый, невозможно смотреть глазами.

В ЦКТИ ко мне отнеслись тепло. Как к безобидному очкастому существу, которое почему-то переписывает весь их отчет в свою тетрадку. Пожали плечами, но мешать не стали. Переписывал я несколько дней. С утра до поздней ночи.

Поехал на спиртовый завод, где стоял первый в Союзе котел с камерой двухступенчатого горения. Там ко мне тоже отнеслись тепло. Все были на уборке сахарной свеклы, из которой делают спирт. Котел стоял, и энергетик мне все рассказал и показал. Там делали попеременно этиловый спирт и синюху – метиловый. Переключали не предупреждая. Если шла синюха, то «опять мужики по лесу будут мертвыми валяться», – так говорили на заводе.

Потом мы, передрав идеи ЦКТИ, разработали конструкцию теплогенераторов с двухступенчатой камерой сгорания, и их установили на Среднеуральском МПЗ. Сначала произошла история «Ленин – Сталин…». Через неделю мне разрешили испытания.

Особенность установки БГС, к которой установили генераторы, была в том, что камере сгорания нужно было работать при давлении около плюс 30 мбар, что для энергетики редкость. Обычно минус 0,2—0,5 мбар.

У меня были изготовлены разные зонды, чтобы мерить температурные поля в факеле: точечные открытые спаи ХА-термопар, специальные зонды с охлаждением для измерения давлений, скоростей и направлений газов в крутящемся вокруг оси мазутном факеле. Также были специальные пробоотборники для измерения сажистого углерода в факеле. Тогда я сильно увлекался такими измерениями. Был специальный лючок в конце – по оси камеры сгорания, через который можно было видеть весь факел, его положение, крутку, длину и все такое.

Мерил, менял режимы, смотрел на длину факела. Через какое-то время заметил, что факел иногда резко укорачивается без изменения тепловой мощности. Обычно длина факела показывает время выгорания топлива пропорционально тепловой мощности. Укорачивание факела, тем более значительное, на 30—50%, говорит, что каким-то путем удалось сильно интенсифицировать горение. Этого все хотят, но это не удается без изменения конструкции горелки и камеры сгорания.

Уже часа два бегал вокруг генератора, менял режимы, пытаясь понять, что именно дает короткий факел. Чертовщина какая-то! Факел то укорачивается, то не укорачивается. От чего это зависит, я не мог понять. 16-мегаваттный генератор – это не лабораторный прибор. Установка длиной 20 метров и 4,5 метра в высоту. Чудес на нем без причины не происходит.

Вокруг заколдованной машины я бегал уже четвертый час. Вокруг машины, которую сам разработал. И не мог понять, что происходит. Что-то менял, и это изменяло факел. Изменяло очень резко, почти в два раза. Что именно приводит к изменению, не мог понять. Было странное чувство, что мне сделали подарок, подарили редкое явление, но взамен лишили разума. Решение было у меня перед носом, но мозг не мог ни за что зацепиться.

Это был явный редкий подарок судьбы. Он лежал передо мной, но мозг не дотягивался, и я не мог принять этот подарок. В этом отличие сильного мозга от слабого. Сильный сразу понимает, слабый и через пару сотен повторений не может понять.

Господь бог изощрен, но не злобен. Он сжалился над убогим, и я понял. Теперь нужно понять и вам. Возьмите стакан с чаем, с чаинками и помешайте ложкой. Вы увидите, что при перемешивании посередине уровень воды в стакане понижается, а чаинки собираются вдоль оси стакана.

То же самое происходит и в современных мощных камерах сгорания. Горелка создает сильно закрученный поток воздуха, закрутка передается факелу. В факеле при вращении посередине возникает пониженное давление (как и в стакане). Возникает узкий шнур обратного тока горячих газов, которые, двигаясь к корню факела, поджигают новые порции топлива. Так устроены все турбулентные горелки с круткой.

В горелке борются между собой два явления: обратный осевой зажигающий поток горячих газов и основной поток, который отталкивает зажигающий поток от корня факела. Чем лучшие условия созданы зажигающему обратному потоку, тем интенсивнее происходит горение топлива.

То, что я делал на генераторе, не имело никакого отношения к изменению режима горения. На фронте горелки был маленький лючок, через который я смотрел на факел спереди. На лючке была крышка. Если я забывал закрыть крышку, то факел укорачивался. Если закрывал – факел оставался длинным. Через открытый (по забывчивости) смотровой лючок выходил наружу небольшой поток горячих газов из осевой зоны корня факела. Это малое и слабое воздействие смещало равновесие и помогало зажигающему шнуру горячих газов поближе подобраться к корню факела, куда подавалось свежее топливо.

Увидеть такое на обычной установке, когда в камере сгорания разрежение, невозможно. Через смотровые лючки подсасывается атмосферный воздух. Это не помогает зажигающему шнуру. В нашем случае в камере сгорания было значительное давление, и «стравливание наружу» давления из корня факела резко интенсифицировало выгорание топлива.

Этот способ интенсификации горения применим для всех современных горелок, на любом топливе. Можно и патент написать, если кому-то не лень.