Обеспечение взрывобезопасности многоходовых газовых топок путем применения перепускного взрывного клапана

• Автор: Бабанков, Виталий Александрович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Аналитический обзор
1.1 Материалы исследований по газовым взрывам
1.2 Обзор математических моделей
1.3 Анализ представления о нормальной скорости горения
1.4 Модели теплообмена
Выводы по главе
2 Объект, метод и средства экспериментального исследования
2.1 Объект исследования и рабочая гипотеза
2.2 Средства измерения
2.3 Методика проведения физического и численного экспериментов
Выводы по главе
3 Математическая модель процесса взрыва
3.1 Математическое описание газодинамических аспектов процесса
3.2 Оценка адекватности математической модели
3.3 Учет процессов горения при моделировании
3.4 Граничные условия
3.5 Теплообмена на границах
3.6 Анализ математической модели
3.7 Влияние перепускного клапана на динамику взрыва
3.8 Область эффективности перепускного клапана
Выводы по главе
4 Экспериментальные взрывы газа в топке котла КП-0,
4.1 Программа эксперимента

4.2 Взрывы в топке котла КП-0,12 без взрывного клапана
4.3 Взрывы в котле КП-0,12 с перепускным взрывным клапаном
4.4 Анализ результатов численного и физического экспериментов
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Масштабная децентрализация систем отопления в ЖКХ связана с увеличением числа единиц оборудования, работающих на газе, что неизбежно приводит к увеличению рисков и усугублению проблемы обеспечения пожаро- и взрывобезопасности в городском хозяйстве [9, 82]. Известно, что часть отопительного оборудования составляют котлы, снабженные многоходовыми топками. Такие топки обладают значительной площадью теплопередающих элементов за счет увеличения числа ходов, что, с одной стороны, повышает их КПД, но, с другой стороны, как показали исследования, служит фактором, повышающим опасность их эксплуатации за счет более высокого, чем в одноходовых давления взрыва газа внутри них.
Перед заводами изготовителями таких котлов есть два взаимодополняющих варианта обеспечения их безопасности. Первый из них - традиционный, устройство взрывных клапанов многоразового действия согласно известным рекомендациям, которые при своем срабатывании сообщают объем топки с объемом помещения. Но такие клапаны, во-первых, громоздки, а, во-вторых, обеспечение их герметичного прилегания к месту посадки, как правило, конструктивно трудно решаемая задача. В силу того, что имеющиеся в распоряжении разработчиков рекомендации по устройству взрывных клапанов для газовых топок, к сожалению, явно устарели, то в последние годы разработчики все чаще используют другой путь - установку автоматических систем, предназначенных для исключения образования опасных накоплений газа внутри оборудования.
Понятно, что существенному снижению риска могло бы способствовать совместное использование автоматических средств обеспечения безопасности и традиционных, но лишенных вышеперечисленных недостатков.
Естественно, что предложения по изменению конструкции должны быть результатом как теоретических, так и экспериментальных исследований.
надежность, точность измерений, виброустойчивость, а также получение унифицированного электрического сигнала.
Модель КРТ-СТ имеет вынесенный тензопреобразователь (длина соединительной линии не менее 400 мм), что обеспечивает широкий интервал допустимых температур рабочей среды (от -45 до +200 °С).
Для оцифровки аналогового сигнала датчиков использовалась плата АЦП ЛА-2и8В-14 [57] производства ЗАО «РУДНЕВ-ШИЛЯЕВ» (г. Москва). Плата позволяет производить опрос датчиков в многоканальном режиме (мультиплексированием каналов) с частотой от 1 до 200 кГц. В зависимости от скорости процессов, происходящих внутри установки, выбиралась частота сбора данных, обеспечивающая выполнение теоремы Котельникова [92]. Цифровые данные, полученные в результате преобразования аналогового сигнала, передаются в программный комплекс, выполняемый на ПК через интерфейс
иявг.о.
Для высокоскоростной обработки данных, поступающих от устройства АЦП, авторами был разработан программный комплекс сбора и обработки данных, который включает набор программ анализа, обработки и представления данных, программы взаимодействия с платой АЦП, а так же драйвера платы АЦП. Во время измерения регистрация велась непрерывно. Для последующей обработки и фильтрации по известным алгоритмам [25, 41] данные сохранялись на диске ПК.
Погрешности измерения преобразователей и АЦП приведена в таблице 2.1.
Таблица 2.1- Погрешности измерений давления
Наименование погрешности Величина, %
Допускаемая основная погрешность преобразователя давления 0,
Дополнительная погрешность преобразователя давления от изменения температуры окружающей среды на каждые 10°С 0,
Относительная погрешность АЦП 0,