Зажигание пористого вещества адиабатно сжатым фильтрующимся газом

• Автор: Закамов, Дмитрий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 134 с. : ил

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Тепловая теория воспламенения

1.2 Влияние газовой фазы на инициирование и горение

1.3 Методы определения пожаровзрывоопасности веществ

2. Математическое моделирование процесса зажигания

пористого вещества при фильтрации адиабатно сжатого газа 40 2.1 Физическая модель

2.2. Математическая модель

2.3. Предварительные оценки
2.4. Дискретный аналог системы уравнений
2.5. Основные допущения при численном счете
2.6. Результаты численных расчетов
3. Экспериментальное исследование зажигания порошковых материалов адиабатически сжатым газом
3.1. Лабораторная установка
3.2. Принцип работы лабораторной установки
3.3. Технические показатели установки
3.4. Тарирование лабораторной установки
3.5. Методика проведения эксперимента
3.5.1. Подготовка камеры сжатия
3.5.2. Изготовление манжеты
3.5.3. Проведение эксперимента
3.6. Результаты экспериментальных исследований
3.6.1. Проведение испытаний на пористом и беспористом
инертных образцах
3.6.2. Экспериментальное исследование зажигания

стехиометрической смеси титана и углерода
3.6.3. Исследование влияния содержания титана в смеси титан
- углерод на критическое давление
3.6.4. Исследование влияния плотности смеси титан - углерод
на критическое давление
3.6.5. Исследование влияние гранулометрического состава
титана на критическое давление
3.6.6 Исследование зажигания порошков титана различных
марок
3.6.7 Исследование зажигания других металлических порошков
3.7. Химический анализ порошков после зажигания
3.7.1. Методики анализа
3.7.2. Результаты химического анализа
4. Сопоставление математической модели с экспериментом
4.1. Усовершенствование модели
4.2. Влияние коэффициента фильтрации и параметра Х/0 на критические условия воспламенения
4.3. Анализ зажигания СВС - смеси, используемой для
получения диборида титана
4.4. Исследование зажигания смеси титана и бора
4.4.1. Исследование влияния состава смеси
4.4.2. Исследование влияния плотности смеси
Заключение
Выводы
Литература
Приложение

Введение
В различных областях науки и техники находят широкое применение реакционноспособные конденсированные пожаро-
взрывоопасные материалы, как традиционные (взрывчатые вещества (ВВ), пороха, пиротехнические составы и т.п.), так и новые (например, экзотермические смеси для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), открытого А.Г.Мержановым с сотрудниками). Все более широкое использование таких конденсированных экзотермических материалов вызвано стремлением увеличить производительность труда, создать более эффективные, малоотходные технологии, экономить энергию и материалы и т.п. Однако использование таких материалов сопровождается в отдельных случаях их загоранием или взрывом, так как в процессе производства, переработки и применения реакционноспособные материалы неизбежно подвергаются различного рода внешним воздействиям: механическим, тепловым, химическим, световым, электрическим и т.д. Для обеспечения безопасности использования пожаровзрывоопасных материалов необходимо знать закономерности их воспламенения при внешних воздействиях, разработать научно- обоснованные экспериментальные и расчетные методы оценки их пожаровзрывоопасности в различных условиях.
Наиболее распространенным состоянием, при котором пожаровзрывоопасные материалы используются в технологических процессах, является пористое состояние, т.е. в технологии имеют дело с пористыми веществами (ПВ). К ПВ относятся порошки и их смеси как в насыпном виде, так и в прессованном, причем известно, что некоторая пористость остается и при значительных давлениях прессования. Практика обращения с ВВ и порохами показывает, что пористое состояние твердого вещества является наиболее

металлургии, СВС-технологии и т.д. Большое значение для обеспечения безопасности работ с такими материалами имеет правильная оценка их пожаровзрывоопасности, усовершенствование методик этой оценки.
Среди пожаровзрывоопасных материалов наиболее чувствительны к внешним воздействиям, следовательно, наиболее опасны вещества, называющиеся взрывчатыми (ВВ), а также пиротехнические составы. Для данных материалов существует ряд методов, определяющих их чувствительность к различным видам внешних воздействий (начальных импульсов) [118, 120, 133, 134].
1) Тепловой начальный импульс (луч огня или лазера, бикфордов шнур, стопин, воспламенительный состав), необходимый для зажигания, определяется по температуре самовоспламенения и чувствительности к лучу огня. Температура самовоспламенения -наименьшая температура, до которой должно быть нагрето вещество, для того чтобы произошло его самопроизвольное возгорание. Данная величина для одного и того же вещества зависит от условий испытаний, поэтому методики строго регламентируют навеску состава, конструкцию прибора и скорость нагрева. Чувствительность к лучу огня характеризует возможность воспламенения при попадании искры на вещество. Наиболее употребимая методика использует стандартный бикфордов шнур, нижний срез которого касается поверхности вещества.
2) Чувствительность к механическим воздействиям определяется в результате копровых испытаний. Так чувствительность к удару определяется высотой сброса груза (обычно 2, 5, 10 кг) при которой происходит срабатывание ВВ, которое помещено между пуансонами в цилиндрической матрице. Конструкции пуансонов и матрицы могут иметь зазоры для выдавливания вещества и адиабатического разогрева воздуха в них. Чувствительность к удару характеризуется верхним пределом - минимальная высота сброса, при которой происходит 100% срабатываний, и нижним пределом - максимальная