Учёные НИУ «МЭИ» провели испытания экспериментального образца камеры сгорания, которая может стать основой энергоустановок нового типа с минимальными выбросами в атмосферу. Установлено, что при увеличении подачи охлаждающего углекислого газа на 70% температура стенок камеры снижается на 275 °C, что подтверждает возможность эффективно управлять её тепловым режимом.
Работы выполнены в рамках проекта Российского научного фонда № 23-79-10291 под руководством доцента кафедры инновационных технологий наукоёмких отраслей НИУ «МЭИ» Сергея Осипова. Речь идёт о технологии кислородно-топливного горения — одном из перспективных направлений экологичной энергетики. В отличие от традиционных установок, где топливо сжигается в воздухе, в новой технологии используется чистый кислород в смеси с углекислым газом. Это позволяет после сгорания топлива улавливать выделяющийся CO₂ практически полностью, не выпуская его в атмосферу, а также свести практически к нулю выбросы оксидов азота и других вредных веществ.
На первом этапе исследователи разработали экспериментальную горелку и определили условия устойчивого горения топлива в такой смеси. Испытания показали, что стабильное горение сохраняется даже при доле углекислого газа в смеси до 60% — это позволило установить границы устойчивого режима и уточнить методику расчётов, применяемую при проектировании установки.
Сейчас же создана охлаждаемая камера сгорания, в которой углекислый газ выполняет двойную функцию: участвует в процессе горения и одновременно охлаждает стенки камеры. Экспериментальный образец испытали на стенде мощностью до 1 МВт. Ключевой результат испытаний: при увеличении расхода охлаждающего CO₂ на 70% и повышении его доли в горючей смеси средняя температура стенок камеры снизилась на 275 °C, что подтвердило возможность регулирования её теплового состояния.
«Разработка наших ученых вышла на новый этап: успешные испытания камеры сгорания на стенде мощностью до 1 МВт еще на шаг приблизили создание первых в России кислородно-топливных энергетических установок. Теперь в рамках нового проекта мы сосредоточимся на верификации методик моделирования и экспериментальном исследовании горения при повышенном давлении — в условиях, близких к реальным энергоустановкам. В конечном счете результаты работы обеспечат дальнейшее развитие методики проектирования камеры сгорания – одного из ключевых элементов перспективной энергоустановки с около нулевыми выбросами», – прокомментировал ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.
Исследования будут продолжены в 2026–2028 годах в рамках нового проекта РНФ № 23-79-10291-П. Учёные проведут дополнительные испытания горелочных устройств и камеры сгорания, а также верифицируют методики численного моделирования процессов горения. Полученные результаты станут основой для следующего этапа работы — исследования кислородно-топливного горения при повышенном давлении, приближенном к параметрам реальных энергетических установок.