Автореферат (1172923), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В работе использованы современные методы экспериментального исследования процессов воспламененияи горения горючих газовых смесей, позволяющие получать достоверныерезультаты. Информационной основой исследования являлись научные публикации в отечественных и зарубежных изданиях, а также отечественные и зарубежные стандарты и нормы.Положения, выносимые на защиту:– экспериментальные данные, характеризующие влияние концентрациикислорода в окислительной среде и вида фторированного флегматизаторана параметры горения околостехиометрических смесей в замкнутом сосуде(максимальное давление взрыва, максимальная скорость нарастания давлениявзрыва, нормальная скорость горения);– эффект одновременного роста максимального давления взрыва и падениямаксимальной скорости нарастания давления взрыва и нормальной скоростигорения при добавлении фторированных флегматизаторов в околостехиометрические газовые смеси;– новая методика оценки искробезопасности конструкционных материалов,сочетающая в себе воздействие на горючую газовую смесь как ударов,так и трения движущихся образцов указанных материалов;– эффект реализации наиболее вероятного зажигания горючих газовыхсмесей искрами не для бедных, а для богатых ацетиленовоздушных смесей.Степень достоверности полученных результатов и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждается их внутренней непротиворечивостью, согласованностью с законами физики и химии, данными других авторов,положительными результатами их внедрения.Материалы диссертации реализованы при разработке:– проекта государственного стандарта ГОСТ Р «Конструкционныематериалы.
Метод испытаний на искробезопасность», получившего одобрениетехнического комитета по стандартизации ТК 274 – «Пожарная безопасность».М.: ВНИИПО МЧС России, 2017 г.;– проектной документации на объекты газовой отрасли для обеспеченияпожарной безопасности технологических сред газоперерабатывающих предприятий. М.: ООО «Газпром проектирование», 2017;6– лекций и учебного пособия по дисциплине «Теория горения и взрыва»в Академии ГПС МЧС России. М.: Академия ГПС МЧС России, 2017 г.Основные результаты работы доложены на:– 1-ом Азиатско-Тихоокеанском симпозиуме по пожарной безопасностиматериалов (г. Сужоу, КНР, AOFSM, 2015);– 5-ой Международной научно-практической конференции «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации» (г.
Москва, Академия ГПС МЧСРоссии, 2016);– Международном симпозиуме по неравновесным процессам в физикеи химии (г. Сочи, NEPCAP, 2016);– 9-ом Международном семинаре по структуре пламени (г. Новосибирск,Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН,2017);– ХХХ-ой Международной научно-практической конференции «Горениеи проблемы тушения пожаров» (г. Балашиха, ВНИИПО МЧС России, 2017).Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырехглав, заключения, списка литературы и приложения. Содержание работы изложено на 156 страницах текста, включает в себя 8 таблиц, 40 рисунков, списоклитературы из 160 наименований.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертации, определеныобъект, предмет, цель и задачи исследования, охарактеризованы научнаяновизна и положения, выносимые на защиту, теоретическая и практическаязначимость работы, представлены сведения о внедрении и апробации результатов работы.В первой главе «Современное состояние исследований в областивоспламенения и горения горючих газов и паров в различных окислительныхсредах» представлен обзор научной литературы, характеризующий современное состояние исследований в области влияния флегматизаторов различнойхимической природы на параметры воспламенения и горения горючих газови паров в различных окислительных средах, а также обоснован выбор направлений исследования.Показано, что фторированные флегматизаторы, пришедшие на сменубромхладонам, ограниченным к применению известной Монреальской конвенцией по предотвращению разрушения озонового слоя Земли, могут проявлятьне только ингибирующие, но и промотирующие свойства по отношениюк кинетическим пламенам.
Это может проявляться в расширении концентрационной области распространения пламени и повышении максимального давления взрыва.7Однако подавляющее большинство описанных в литературе исследований проведено для случая горения в воздухе. Данные же по флегматизациив окислительных средах с повышенным или пониженным содержанием кислорода достаточно немногочисленны.
Здесь следует в первую очередь отметитьисследования, выполненные в ФГБУ ВНИИПО МЧС России, и посвященныегорению околопредельных смесей в окислительных средах, представляющихсобой смеси азота и кислорода с содержанием О2 15 и 25 %(об.), а также закисьазота. Данные же флегматизации фторированными углеводородами околостехиометрических горючих газовых смесей в случае иных, чем воздух, окислительных сред в литературе отсутствуют.Охарактеризована роль искр удара и трения фрикционных искр в воспламенении горючих парогазовых смесей, которое может иметь место при аварияхтехнологического оборудования на предприятиях нефтегазовой отрасли.Отмечено, что в случае промышленных взрывов в значительном числе случаев(до 40 %) источниками воспламенения аварийных парогазовых смесей явилисьфрикционные искры.
Показано, что наиболее легкозажигаемыми фрикционнымиискрами являются бедные парогазовые смеси. Проанализированы различныеспособы оценки безопасности конструкционных материалов с точки зренияобразования искр удара и трения. Отмечено, что, несмотря на достаточнобольшое количество выполненных исследований искробезопасности конструкционных материалов до сих пор отсутствуют как отечественные, так и международные стандарты в указанной области.Во второй главе «Описание экспериментальной установки и методикипроведения исследований по определению характеристик горения газов в различных окислительных средах» дано описание экспериментальных установоки методик проведения исследований по определению характеристик горениягазов в различных окислительных средах.
Дан краткий анализ существующихметодов определения характеристик горения парогазовых смесей. Отмечено,в странах Европы для определения максимального давления взрыва и максимальной скорости нарастания взрыва предназначен стандарт BS EN 15967:2011«Determination of maximum explosion pressure and the maximum rate of pressure riseof gases and vapors».
Согласно этому стандарту реакционный сосуд, в которомпроисходит сгорание парогазовых смесей, должен иметь цилиндрическую илисферическую форму, причем для цилиндрического сосуда отношение его длинык диаметру должно составлять 1. Объем сосуда должен быть не менее 0,005 м3.Источник зажигания должен располагаться в центре реакционного сосуда.Рекомендуемыми источниками зажигания являются электрическая искра илипережигаемая проволочка.
Регистрация давления при сгорании исходной смесидолжна осуществляться датчиком с верхним пределом измерения 2,0 МПаи частотой дискретизации 20 кГц. Испытываемая смесь готовится по парциальным давлениям непосредственно в отвакуумированном реакционном сосуде.Максимальное давление взрыва и максимальная скорость нарастания давлениявзрыва определяются путем обработки измеренных кривых «давление – время».8Отметим, что аналогичный метод регламентирован и в отечественномстандарте ГОСТ 12.1.044-89* «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов.Номенклатура показателей и методы их определения».Что касается экспериментального определения нормальной скоростигорения газов, то в литературе описано много методов измерения этого параметра (методы трубы, горелки, бомбы постоянного объема и т. д.).
В тоже времяотсутствуют международные стандарты экспериментального определения нормальной скорости горения. В России метод экспериментального определениянормальной скорости горения стандартизирован (см. ГОСТ 12.1.044-89*).На основании проведенного анализа для экспериментального определения максимального давления взрыва, максимальной скорости нарастания давлениявзрыва и нормальной скорости горения выбраны методы, регламентированныеГОСТ 12.1.044-89*. Эксперименты по определению указанных характеристикпроводили на установке «Вариант», схема которой показана на рисунке 1.Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки «Вариант»:1 – газовый кран; 2 – парогенератор; 3 – датчик давления; 4 – реакционныйсосуд; 5 – термостат; 6 – система зажигания; 7 – пульт управления; 8 – аналогоцифровой преобразователь (АЦП); 9 – термопара; 10 – вакуумный насос;11 – система приготовления парогазовой смеси; 12 – вакууметрРеакционный сосуд имел сферическую форму и объем 4,2 дм3 (внутренний диаметр 0,2 м).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
