Отличный автор ,ответственно подходит к выполнению работы , выполняет указанные требования полностью и в срок. 5/5
Информация о работе
Подробнее о работе
Теоретический расчет основных параметров горения и тушения газового фонтана
- 37 страниц
- 2018 год
- 14 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ГОРЕНИЕ ГАЗОВ 4
1.1 Общие закономерности кинетического режима горения 4
1.3 Диффузионное горение газов 10
1.4 Особенности горения газовых струй. Условия стабилизации пламени 11
1.5 Оценка дебита горящих газовых фонтанов 12
2 МЕТОДЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГАЗОВЫХ ФОНТАНОВ 15
2.1 Расчёт расхода воды, требуемого для прекращения горения газового фонтана 16
2.2 Тушение газового фонтана направленным взрывом 21
3 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГОРЕНИЯ И ТУШЕНИЯ ГАЗОВОГО ФОНТАНА 22
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 22
ВЫВОДЫ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 37
1.1 Общие закономерности кинетического режима горения
Если с помощью оптического прибора рассмотреть кинетическое пламя в неподвижной горючей смеси, то можно увидеть следующую картину (рис. 1.1).
Рисунок 1.1 − Схема фронта (а) и изменение температуры и концентрации горючего (б) в кинетическом пламени: ПОД – зона подогрева; ГОР – зона горения; ФП – фронт пламени; uн – нормальная скорость распространения пламени.
Справа находятся нагретые до высокой температуры продукты горения (Тпг), слева − холодная с температурой (Т0) исходная горючая смесь, а между ними − ярко светящаяся полоска − фронт пламени с толщиной (). Горючий компонент во фронте пламени сгорает, и в продуктах горения его концентрация практически равна нулю. Естественно, температура продуктов горения, равная температуре зоны горения (Тг), больше температуры исходной смеси (Т0) Тпг = Тг >>Т0.
...
1.3 Диффузионное горение газов
В реальных условиях в тех случаях, когда газ или пары воспламеняются после начала их аварийного истечения, наблюдается диффузионное горение. Типичным и довольно распространенным примером является диффузионное горение газа при разрушении магистральных трубопроводов, на аварийной фонтанирующей морской или сухопутной скважине газового или газоконденсатного месторождения, на газоперерабатывающих заводах.
Рассмотрим особенности такого горения. Предположим, что горит фонтан природного газа, основным компонентом которого является метан. Горение происходит в диффузионном режиме и имеет ламинарный характер. Концентрационные пределы распространения пламени (КПРП) для метана составляют 5 - 15 % об. Изобразим структуру пламени и построим графические зависимости изменения концентрации метана и скорости реакции горения от расстояния до осевой фонтана (рис. 1.6).
Рисунок 1.
...
1.4 Особенности горения газовых струй. Условия стабилизации пламени
Условия горения газовых фонтанов удобнее рассмотреть на примере газовых струй. В реальных условиях такие струи являются турбулентными. При воспламенении струи газа, вытекающей из скважины, образуется так называемый диффузионный факел, имеющий осесимметричную веретенообразную форму (рис. 1.6). Химические реакции горения идут в тонком поверхностном слое факела, который в первом приближении можно считать поверхностью, где концентрации топлива и окислителя обращаются в ноль, а диффузионные потоки топлива и окислителя к этой поверхности находятся в стехиометрическом соотношении. Диффузионный фронт горения имеет нулевую скорость распространения, поэтому самостоятельно удержаться на текущей вверх струе не может.
Стабилизация пламени на струе происходит в самой нижней части факела, где реализуется другой механизм горения.
...
1.5 Оценка дебита горящих газовых фонтанов
При тушении пожаров мощных газовых фонтанов возникает необходимость в оценке дебита (D) горящего фонтана, так как расход газа является одним из основных параметров, определяющих объемы работ и материально-технических средств, необходимых для ликвидации аварии. Однако непосредственное измерение расхода горящего фонтана в большинстве случаев оказывается невозможным, а эффективных дистанционных способов определения расхода струи не существует. Расход мощных газовых фонтанов может быть достаточно точно определен по высоте факела (Н).
Известно, что высота турбулентного факела, образующегося при горении нормально расширенных газовых струй с дозвуковой скоростью истечения, не зависит от скорости или расхода струи, а определяется лишь диаметром отверстия (d), из которого струя вытекает, теплофизическими свойствами газа и его температурой (Т) на выходе из отверстия.
...
2 МЕТОДЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГАЗОВЫХ ФОНТАНОВ
До настоящего времени тушение пожаров газонефтяных фонтанов осуществляется одним из следующих способов: мощными водяными струями; струями огнетушащих порошков, подаваемых в факел сжатым газом; газоводяными струями, создаваемыми авиационными турбореактивными двигателями; взрывом мощного сосредоточенного заряда взрывчатого вещества, подвешиваемого вблизи основания факела. Эти способы пригодны для тушения пожаров фонтанов с расходом газа до 3−5 млн. м3 в сутки, однако при тушении более мощных горящих фонтанов становятся малоэффективными. Применение этих методов требует привлечения большого количества людей и специальной техники, проведения сложных и дорогостоящих подготовительных работ, наличия больших запасов воды. Поэтому сроки ликвидации аварии на скважине нередко затягиваются на многие недели и месяцы, что приводит к истощению ресурсов месторождения и к угрозе гибели скважины.
...
2.1 Расчёт расхода воды, требуемого для прекращения горения газового фонтана
Процесс прекращения горения газовых фонтанов водой включает несколько видов воздействия этого огнетушащего вещества. Главным из них можно считать охлаждение зоны горения. Кроме того, при использовании воды происходит разбавление зоны горения её парами, экранирование газа от факела пламени и механическое воздействие струи воды с целью его отрыва.
Согласно тепловой теории потухания прекращение горения наступает в результате понижения температуры пламени до некоторой критической величины, называемой температурой потухания Тпот. Это достигается путем увеличения интенсивности теплоотвода из зоны горения и (или) уменьшением интенсивности тепловыделения за счет снижения скорости реакции горения.
В результате введения воды в зону горения часть тепла химической реакции начинает затрачиваться на нагрев, испарение воды и нагрев образующегося пара.
...
2.2 Тушение газового фонтана направленным взрывом
Тушение фонтанов взрывом заряда ВВ является резервным способом. Этот способ применяют для тушения всех видов фонтанов и любой мощности. Для тушения используют заряд, состоящий из смеси взрывчатого вещества и ингибирующей добавки. Наиболее эффективными ВВ являются аммонит 6ЖВ, зерногранулит 79/21В и аммонит № 6, имеющие близкий к нулю кислородный баланс. В качестве ингибирующей добавки применяют хлористый натрий (техническая поваренная соль) в соотношении с ВВ 1:1.
Заряд ВВ и устройство для его подвода необходимо защищать водяными струями из лафетных стволов. Для этого при расчете сил и средств предусматривают не менее трех лафетных стволов.
Перед началом взрыва личный состав удаляется на безопасное расстояние, определяемое по формуле:
. (2.
...
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Используя характеристики компактного газового фонтана компактного состава, истекающего через устье диаметром и имеющего высоту факела пламени Нф, химический недожог в зоне горения , расчетным путем определить следующие параметры его горения и тушения:
1. дебит газового фонтана (млн. м3 /сутки);
2. действительную температуру горения, , K;
3. графическую зависимость удельной интенсивности лучистого теплового потока (облученности) от расстояния до устья скважины Е (кВт/м2) = f(L);
4. безопасные расстояния от устья скважины, обеспечивающие возможность выполнения боевой работы в зависимости от вида экипировки;
5. рассчитать расход воды, необходимый для тушения горящего фонтана.
6. предложить рекомендацию по тушению пожара.
Таблица 3.1 - Характеристики газового фонтана
Содержание компонентов, об. %
Высота фонтана Hф, м
Диаметр устьевого отверстия dy, мм
Химический недожог, ηx
Метан
Этан
Сероуглерод
Азот
Диоксид углерода
60
5
20
10
5
40
100
0,10
1. Марков В.Ф. Теоретический расчет основных параметров горения и тушения газового фонтана / В. Ф. Марков, Л.Н. Маскаева, Е.В. Гайнуллина, М.П. Миронов. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2008. - 36 с.
2. Марков В.Ф. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: Учебное пособие для курсантов, студентов и слушателей образовательных учреждений МЧС России / В.Ф. Марков, Л.Н. Маскаева, М.П. Миронов, С.Н. Пазникова. - Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 274 с.
3. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. – Л.:Химия, 1983. – 332 с.
4. Электронная энциклопедия [Электронный ресурс] / Тушение газовых и нефтяных фонтанов – Электрон. дан. – Режим доступа: http://poznayka.org/s45459t1.html
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
