Огнепреградители для длительной локализации пламени

• Автор: Крошкина, Ольга Георгиевна
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 219 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .

1. Назначение огнепреградителя и его место в системе химического производства .

1Л. Назначение и устройство огнепреградителей . . .

1.2. Основные закономерности гашения пламени в узких

каналах . ю

1.3. Устойчивость пламени и условия стабилизации горения .

1.4. Анализ конструкций огнепреградителей и их способности к локализации пламени.

1.5. Задачи исследования . .

2. Методика проведения исследований .

2.1. Установка для исследования огнепреградителей .

2.2. Оценка погрешности изменений. Достоверность численных данных. г . . .
2.3. Объекты исследования .
3. экспериментальные исследования огнестойкости огнепреградителей . .
3.1. Гашение пламени огнепреградителями с сетчатым пламегасящим элементом
3.2. Огнепреградители с кассетным пламегасящим элементом .
3.3. Насадочные огнепреградители .
3.4. Основные результаты .
4. Исследование механизма проникновения пламени через пламегася .
щий элемент.
4.1. Стабилизация пламени на поверхности пламегасящего элемента
4.2. Тепловой режим пламегасящего элемента .
4.3. Анализ тепловых потоков, реализуемых в насадке .
5. Пути повышения огнестойкости огнепреградителей
5.1. Огнепреградители с устройством, исключающим стабили
зацию пламени на поверхности пламегасящего элемента
5.2. Огнестойкость трехслойного огнепреградителя с изолирующими газовыми прослойками
5.3. Огнестойкость огнепреградителей с увеличенной поверхностью контакта с окружающей средой .
5.4. Огнестойкость охлаждаемых водой огнепреградителей
с форсунка.
5.5. Анализ способов повышения огнестойкости огнепреградителя х
6. Огнепреградители с организованным теплоотводом из пламегасящего элемента ОТЭ . . .
6.1. Конструктивные особенности огнепреградителя типа
6.2. Особенности экспериментального исследования огнепреградителей типа ОТЭ .
6.3. Исследования огнепреградителей типа ОТЭ и анализ тепловых потоков .
6.4. Изучение процесса теплопередачи в огнепреградителях типа ОТЭ для кристаллизующихся технологических
4
6.5. Эксплуатационные характеристики огнепреградителей типа ОТЭ .
Выводы .
Литература


Отклонения наблюдаются в том случае, когда диаметр горелки мал и соизмерим с величиной критического диаметра, В горелках малого диаметра зона стабилизации пламени сильно сдвинута к вершине параболического профиля потока в сторону от линейной части профиля у стенок канала и поэтому критические градиенты скоростей на границе потока начинают зависеть от диаметра горелки. Исследования пределов устойчивости пламен природного газа на горелке, диаметр которой близок к величине критического диаметра, показали [1бЦ » что пределы гашения пламени (рис, 1,2) соответствуют малым скоростям потока и сливаются с пределами срыва пламени, С понижением скорости газового потока по мере приближения к пределам гашения фронт пламени располагается все ближе к срезу горелки, а точка равенства скорости газа и скорости горения сдвигается к оси потока. Пламя в этих условиях принимает форму мениска водной поверхности. Для горелок, диаметр которых незначительно превышает величину критического диаметра (3,#1СГ3м), кривая пределов гашения пламени касается кривой, описывающей зависимость пределов проскока пламени от скорости газового потока. Нагрев корпуса горелки, и, соответственно, рост температуры несгоревшего газа, позволял наблюдать проскок пламени при таких скоростях потока, при которых в холодной смеси происходит гашение пламени. Пламена в области сближения кривых пределов гашения и проскока пламени отличаются исключительной неустойчивостью. I О. Рис#1 1. Предел стабилизации пламен в смесях природного газа с воздухом для цилиндрических трубок. В работах СЕ7,] показано, что увеличение температуры стенки канала приводит к уменьшению расстояния между основанием фронта пламени и срезом горелки, при этом скорость газового потока, при которой наблюдается проскок пламени, возрастает, а область проскока расширяется как в сторону бедных, так и богатых смесей. В цитируемой ранее работе ? Причем снижение значения диаметра канала, при котором еще возможен проскок пламени, зависит от расстояния между отверстиями. Эффект начинает проявляться при расстоянии мевду центрами отверстий 5*“3 м. При уменьшении этого значения до 0,5*“° м величина критического диаметра может уменьшиться в два и более раз. Эта работа показывает, что знание только величины критического диаметра смеси определенного состава недостаточно для обоснованного выбора пламегасящего элемента. Близки к проблеме локализации пламени огнепреградителями исследования, проведенные О. Н.Брюхановым [-3 с перфорированными керамическими пластинами для газовых горелок. Перфорированные керамические пластины, которыми заканчиваются газовые горелки, можно рассматривать как близко расположенные каналы насадки. Для устойчивой и эффективной работы горелок необходимо было исключить проскок пламени через пластины и нагрев до высокой температуры нижней торцевой поверхности. Р&ботами ? Показано, что проскок пламени через перфорированные керамические пластины исключается при определенном расходе смеси и температуре керамической плитки - К. Нами решалась иная задача: необходимо было исключить разогрев насадки и его негативное влияние на проскок пламени. При этом ограничение по тепловой нагрузке горючей смеси, как правило, неприемлемо, так как в большинстве случаев она не контролируется. Анализ конструкций огнепреградителей и их способности к локализации пламени. При взаимодействии с пламенем огнепреградители подвергаются различным по силе и длительности действия механическим и тепловым нагрузкам, определяемым режимом горения. Следовательно, условия эксплуатации формируют требования к конструктивному исполнению огнепреградителей. В правилах зарубежных стран [3,-] огнепреградители подразделяют на взрывозащитные, огнестойкие и детонационностойкие. Взрывозащитным считается огнепреградитель, который подвергается кратковременному воздействию пламени. Основное требование к огнепреградителю заключается в том, чтобы насадка имела каналы, способствующие гашению пламени. Огнепреградитель испытывает незначительное взрывное давление, поскольку продукты сгорания имеют свободный выход в атмосферу. Огнестойкий огнепреградитель предполагает условия длительного взаимодействия с пламенем при возникновении стационарного горения за счет продолжительного или постоянного истечения взрывоопасной среды через огнепреградитель. Он должен обеспечивать также и взрывозащиту.