Азотные циклы котельных. и газотурбинных установок
После всего сказанного о паровой машине вряд ли целесообразно рассматривать азотные циклы, как более сложные. И тем не менее азотные циклы и реакции уже имеют место и значение как переходные, адаптированные к той энергетической технике, которая существует в настоящее время. Котельные и газотурбинные установки (КУ и ГТУ) объединяет то обстоятельство, что процессы горения топлива в горелочных устройствах котельных агрегатов и в камерах сгорания ГТУ протекают почти одинаково и при одинаковых параметрах. Поэтому речь может идти о разработке горелки на азотном (воздушном) топливе.
За аналог такой азотной горелки можно принять, например, цилиндр ДВС. В горелке, естественно, будет отсутствовать поршень, но все остальные обеспечивающие системы – инициирующие, каталитические и другие – должны быть в наличии. От них будет зависеть и конструкция горелки.
Можно назвать, по крайней мере, две отличающиеся конструкции горелок. Первый тип – пульсирующая, импульсная, горелка, в которой поступившая порция воздуха претерпевает азотную реакцию с выделением энергии и выводится за ее пределы, освобождая место следующей порции воздуха – топлива. Другой тип – постоянная горелка, в которой, как в обычных горелочных устройствах, процесс идет постоянно, не циклично. В таких горелках азотную реакцию можно инициировать, например, тлеющим разрядом в совокупности с постоянным или пульсирующим вакуумом (за счет разгона струи), пульсирующим электромагнитным полем или другими методами.
Во всяком случае, потребление тепловой энергии в условиях продолжительных и суровых зим России в 7 раз превосходит потребление электроэнергии. Поэтому важность работы котельных установок существующего типа на "даровом" топливе – воздухе, по крайней мере, в переходной период к новой энерготехнике, не вызывает не только сомнения, но даже требует усиленного внимания и активности к этой проблеме.
Принципу действия горелки аналогичен реактивный двигатель, в котором, например, воздушную среду разгоняют в дозвуковом или сверхзвуковом сопле, осуществляют ядерную реакцию по частичному расщеплению воздуха /23/, нагревая тем самым газ, и отводят его в атмосферу, создавая тягу. В настоящее время расход топлива полностью не исключен, но снижен до 2-х раз по сравнению с обычным реактивным двигателем.
