Исследование параметров зажигания и горения торфа с помощью физического и математического моделирования

• Автор: Суков, Ярослав Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Цели и задачи исследований в работе, научная новизна

Положения, выносимые на защиту, достоверность, практическая значимость

полученных результатов, апробация работы

Личный вклад автора

Место выполнения работы, структура диссертации

Глава 1. Краткий литературный обзор и постановка задачи

1.1. Обзор литературных источников, посвященных

торфяным пожарам

1.2. Сравнение с данными других авторов
1.3. Исследование строения торфяных массивов и классификация торфяных грунтов
1.4. Исследование ботанического состава торфяных грунтов
1.5. Характеристика степени разложения торфяных
залежей Томской области
1.6. Изученность фильтрационных свойств торфов
1.7. Оценка влажности торфа
1.8. Плотность торфа
1.9. Потенциал влаги в торфе
1.10. Зольность торфов
1.11. Влияние процесса разложения торфов на выбор методик лабораторных
исследований их деформационных и фильтрационных свойств
Выводы
Глава 2. Описание экспериментальных установок и
методов исследования различных характеристик торфа
2.1. Коэффициент удельной теплоемкости
2.1.1. Установка для определения удельной теплоемкости торфа
2.1.2. Методы определения коэффициента удельной теплоемкости торфа
2.1.2.1. Метод стационарного калориметра

2.1.2.2. Метод динамического калориметра
2.1.3. Результаты экспериментов
2.1.3.1. Экспериментальные данные, полученные методом стационарного калориметра
2.1.3.2. Экспериментальные данные, полученные методом динамического калориметра
2.2. Коэффициент теплопроводности
2.2.1. Установки для определения коэффициента теплопроводности • образцов торфа
2.2.2. Методы определения коэффициента теплопроводности
2.2.2.1. Стационарный метод определения коэффициента теплопроводности торфа
2.22.2. Метод динамического калориметра
2.2.3. Результаты экспериментов
2.2.3.1. Экспериментальные данные, полученные стационарным методом
2.2.3.2. Экспериментальные данные, полученные методом динамического .. калориметра
2.3. Коэффициент температуропроводности
2.3.1. Экспериментальная установка
2.3.2. Методы определения коэффициента температуропроводности
2.3.2.1. Определение коэффициента температуропроводности торфа методом неограниченного плоского слоя с граничными условиями первого рода
2.3.2.2. Определение коэффициента температуропроводности торфа при изменении температуры поверхности образца по линейному
закону
2.3.3. Результаты экспериментов
2.3.3.1. Экспериментальные данные по температуропроводности различных образцов торфа, полученные с помощью метода неограниченного плоского слоя с граничными условиями первого рода
2.3.3.2. Экспериментальные данные по температуропроводности различных образцов торфа, полученные при изменении температуры поверхности образца по линейному закону
2.4. Коэффициент фильтрации торфа
2.4.1. Экспериментальная установка
2.4.2. Методика определения фильтрационных характеристик торфа
2.4.3. Результаты эксперимента
2.5. Минимальная энергия зажигания и горение торфа в потоке воздуха
2.5.1. Экспериментальная установка
2.5.2. Методики определения характеристик зажигания и горения торфа
2.6. Метод определения степени разложения образцов торфа
2.7. Метод определения ботанического состава различных видов торфа
Выводы
Глава 3. Экспериментальное исследование процессов зажигания и горения торфа
3.1. Экспериментальное исследование процессов сушки и пиролиза
торфа, определение термокинетических констант
•3.2. Определение минимальной энергии зажигания торфа
3.3 Горение торфа в неподвижной атмосфере, определение предельных
условий потухания торфа
3.4. Горение образцов торфа в потоке воздуха
Глава 4. Математическое моделирование процессов зажигания и горения торфа
4.1. Постановка задачи математического моделирования
процесса зажигания торфа
4.2. Методика расчета и исходные данные
4.3. Аналитическое решение задачи о прогреве инертного слоя
торфа и проверка численного решения
4.4. Результаты численного решения и их анализ
возникает необходимость установления ботанического состава, типа и др. Кроме того, степень разложения, используемая в расчетах, ведет к приблизительным результатам [88].
Торфа подразделяются (ГОСТ 25100-95) на слаборазложившиеся (Ddp<20%), среднеразложившиеся (20< Ddp <45 %) и сильно разложившиеся (Ddp >45 %). При степени разложения торфа до 20 % под микроскопом хорошо различимы остатки травянистых растений, листочки мхов еще только начали подвергаться распаду. Среднеразложившийся торф уже заметно мажет пальцы при растирании; теряет упругость, растительные остатки мелкие, но еще заметные. Остатки сфагновых мхов встречаются в виде стебельков, уже нет листочков, способных впитывать воду. Сильно разложившийся торф представляет собой однородную темную массу.
В Томской области значительно преобладают слаборазложившиеся разновидности торфяных фунтов. Как отмечает Н.А. Антропова [90], на водораздельных болотах левобережья р. Оби среди средне- и сильно-разложившихся низкозольных торфов доминируют низинные и переходные типы, приуроченные к нижним слоям массивов и перекрытые сверху верховыми торфами. Видовой состав представлен в основном древесными, древесно-пушицевыми, сфагново-пушицевыми, осоково-пушицевыми видами.
По-видимому, сибирские торфа менее разложившиеся, что отмечено также в работах [91, 80]. Причиной этому могут быть как более суровые климатические условия Томской области, так и олиготрофность самих торфов [59]. Таким образом, для классификации торфов Томской области ботанический состав не менее важен, чем степень разложения [59].