Определение интегральной взрывоопасности многокомпонентных парогазовых сред

• Автор: Комиссаров, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА
1.1. Термохимический метод анализа и проблемы его реализации
во многокомпонентных газовых средах
1.2. Способы решения проблемы использования термохимического метода для анализа многокомпонентных газовых сред
1.3. Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТОЧЕЧНО-ТРЕГЕРНОГО
ТИПА ПРИ ОКИСЛЕНИИ УГЛЕВОДОРОДОВ
2.1. Анализ возможности определения взрывоопасности многокомпонентных газовых сред
2.2. Переходные характеристики термохимических чувствительных элементов
2.3. Математическая модель процессов окисления углеводородов
2.3.1. Константа скорости гетерогенной каталитической
реакции
2.3.2. Диффузионная кинетика
2.3.3. Общие сведения о физической природе окисления углеводородов кислородом воздуха
2.4. Выводы
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Способ изготовления термохимического чувствительного элемента
3.2. Алгоритм измерения на основе использования переходных характеристик чувствительного элемента

3.3. Макет термохимического газоанализатора
3.4. Экспериментальная установка
3.5. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Исследование мостовой схемы измерения довзрывоодасных концентраций углеводородов
4.2. Расчет физико-химических параметров работы чувствительных элементов
4.3. Исследование работы чувствительных элементов в переходном режиме
4.4. Исследование влияния параметров окружающей среды на измерения, основанные на использовании переходных характеристик чувствительного элемента
4.5. Экспериментальные исследования макета
термохимического преобразователя
4.6. Выводы
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Широкое распространение горючих газов и паров в промышленности и в народном хозяйстве ведет к необходимости надежного контроля безопасности их использования, для обеспечения нормальной жизнедеятельности и безопасности человека, охраны окружающей среды [1].
Одним из важнейших видов контроля безопасности является контроль взрывоопасности атмосферы помещений (объемов), в которых возможна утечка из технологических линий и оборудования различный горючих веществ.
Для газовых (паро-газовых) смесей, содержащих горючее (или горючие) и окислитель, принято различать нижнюю и верхнюю предельные концентрации горючего компонента, которыми ограничена область взрывоопасных составов, то есть область, в которой возможно самопроизвольное распространение пламени [2]. Данные пределы, которые называются нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени (НКПРП и ВКПРП), являются важнейшими характеристиками взрывоопасности среды.
Образование взрывоопасного состава смеси (горючее + окислитель) возможно либо путем разбавления 100 % горючего компонента окислителем (вход в область взрывоопасности через ВКПРП), либо путем добавления горючего компонента в окислитель (или в инертную среду с содержанием окислителя), то есть вход в область взрывоопасности через НКПРП. Наиболее часто реализуется вторая ситуация образования взрывоопасных концентраций, возникающая при утечках горючего вещества в атмосферу помещений. Первый путь встречается значительно реже и относится к специфическим условиям эксплуатации горючих веществ.
В связи с этим основной задачей контроля взрывоопасности среды, является измерение горючего компонента на уровне НКПРП.

Вследствие теплообмена с окружающей средой терморезистор за тот же отрезок времени отдаст часть тепла, которая может быть вычислена по уравнению:
Q' = aF(t-tb)Aтi (7)
где а- коэффициент теплоотдачи, Вт -м~г -К~х
Р- поверхность теплоотдачи, мг;
? - температура терморезистора, °С;
(ь - температура окружающей среды, °С.
В общем случае отвод тепла от терморезисторного преобразователя осуществляется конвекцией и теплопроводностью среды, тепловым излучением и, наконец, теплопроводностью токоподводов ЧЭ. Коэффициент теплоотдачи представляет собой сложную функцию температуры и геометрических свойств тела терморезистора, физических свойств среды, в которую он помещен, условий теплообмена и других параметров. Теоретически определить зависимость между этими всеми параметрами не представляется возможным.
В переходном процессе основной интерес представляет зависимость коэффициента теплоотдачи от температуры, так как для конкретной модели терморезисторного преобразователя многие из указанных выше параметров постоянны, а изменения физических свойств окружающей среды подвержены температурному влиянию в меньшей степени.
Опыты показывают, что для многих моделей терморезисторных преобразователей, выполненных на компактных металлах и металлах на носителях, зависимость коэффициента теплоотдачи от температуры для довольно широкого диапазона температурных интервалов описывается с удовлетворительной для практики линейной функцией, что позволяет при разложении ее в ряд Тейлора отбросить члены со степенями выше единицы. Тогда для определения коэффициента теплоотдачи в первом приближении можно записать: