Разработка технического решения, обеспечивающего взрывоустойчивость зданий различного типа при внутренних дефлаграционных взрывах и математической модели взрывного горения в помещении, оборудованном легковскрываемыми противовзрывными устройствами.
Аннотация к работе
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Совершенствование технической системы обеспечения взрывоустойчивости зданий при взрывах газопаровоздушных смесейЭто связано с необходимостью повышения уровня безопасности для персонала и оборудования на предприятиях и объектах в случае техногенной аварии и возникновением новых внешних угроз для потенциально опасных объектов, таких как атаки террористических организаций и вандализм. К взрывоопасным объектам относятся: нефтеперерабатывающие предприятия, объекты, использующие в технологических процессах взрывоопасные вещества, в частности, сжиженные углеводородные газы (СУГ), автозаправочные станции, тепло - электростанции, объекты газового хозяйства и др. Существует два основных направления обеспечения взрывобезопасности объектов, на которых возможен аварийный взрыв газопаровоздушных смесей (ГПВС): профилактические мероприятия, направленные на предотвращение образования газопаровоздушной смеси взрывоопасной концентрации и ее воспламенения; К сожалению, в нашей стране ввиду износа оборудования на объектах газовой и химической промышленности количество аварийных ситуаций, связанных со взрывным горением ГПВС, возрастает из года в год. В ходе анализа существующих способов обеспечения взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций и проведенного патентного исследования было выявлено наиболее перспективное техническое решение, разработанное под руководством Стрельчука Н.А., принцип действия которого послужил основой для разработки легковскрываемого противовзрывного устройства.При использовании легковскрываемых противовзрывных устройств в промышленных зданиях, конструкция может состоять только из одной рамы, т.к. возможность открытия створки внутрь помещения в таком случае не требуется. Анализ позволил определить математическую модель, наиболее соответствующую реальным физическим процессам дефлаграционного горения и разработать на ее основе математическую модель дефлаграционного горения в помещениях, оборудованных легковскрываемыми противовзрывными устройствами. Наиболее точно зависимость изменения давления во времени в полузамкнутом объеме любой формы определяется по формуле: , (1) где F(t) - текущее значение площади фронта пламени, м2; S - суммарная площадь сбросных проемов, м2; ri - плотность газа (индекс 1 относится к свежей смеси, а индекс 2 - к продуктам сгорания), кг/м3; m=j?ec - коэффициент расхода, учитывающий условия истечения свежей ГВС или продуктов сгорания через сбросные отверстия; e=r1¤r2 - степень расширения смеси при сгорании; Vi - текущий объем свежей (V1) или сгоревшей (V2) смеси, м3; g1 - показатель адиабаты свежей (g1) или сгоревшей (g2)смеси; UH - нормальная скорость распространения пламени, м/с; DP - избыточное давление (DP=Р-Ратм), Па; Р - текущее давление, Па; Ратм - начальное давление (обычно атмосферное), Па; ? - коэффициент интенсификации горения. При использовании ЛПУ процесс дефлаграционного горения в помещении можно разделить на три части: горение до начала вскрытия предохранительной конструкции, горение во время вскрытия ПК и горение после полного освобождения сбросного проема. Сравнение значений избыточного давления во взрывной камере с применением легковскрываемого противовзрывного устройства и с использованием ЛСК показал, что при равных значениях массы поворотной створки и давления вскрытия применение ЛПУ позволяет на 62% снизить взрывные нагрузки в помещении с одинаковой площадью сбросных проемов.