Введение к работе
Актуальность проблемы. Крупномасштабные аварии на различных топливо-насыщенных объектах (нефте- и газохранилища, нефте- и продуктопроводы, химические производства, транспорт и пр.) нередко сопровождаются взрывными процессами, зачастую определяющими тяжесть последствий аварии. В связи с этим большое значение имеют исследования, направленные на изучение детонационных свойств смесей наиболее распространенных в промышленности топлив с воздухом. Облака топливо-воздушных горючих смесей, формирующиеся в процессе развития аварий, как правило, отличаются сложной конфигурацией и неоднородным по объёму составом. Известны случаи спонтанного развития взрывных процессов в таких облаках при отсутствии мощных источников энергии, способных инициировать детонацию. Особенный интерес представляют результаты экспериментов в условиях неограниченного объёма, поскольку такие эксперименты наиболее близко соответствуют условиям, при которых происходят реальные взрывы при авариях. Эксперименты на низкочувствительных смесях требуют большого масштаба и проведение таких работ связано с известными трудностями. Этим объясняется сравнительно небольшой объем опубликованных данных по детонационным свойствам низкочувствительных смесей.
Недостаток информации по детонационным свойствам смесей промышленных топлив с воздухом, а также по механизмам, ответственным за развитие взрывных процессов, затрудняет достоверное прогнозирование возможных сценариев развития аварии и, как следствие, оценку реальных последствий аварии. Выбор топлив для экспериментальных исследований в диссертационной работе обусловлен тем, что бензин и керосин являются одними из наиболее распространённых в промышленности и представляют собой примеры двух типов топлив - с высоким и низким давлением паров.
Цель работы заключалась в экспериментальном исследовании детонационных свойств двухфазных топливо-воздушных смесей на основе моторных топлив и исследовании механизмов, ответственных за развитие взрывных процессов.
Научная новизна.
1. Исследованы детонационные свойства двухфазных бензино-воздушных смесей: определена минимальная энергия инициирования в зависимости от состава смеси и от степени насыщения смеси парами бензина, определен минимальный
размер детонационноспособного облака и для
стехиометрической смеси - размер детонационной ячейки.
2. Исследованы детонационные свойства двухфазных
керосино-воздушных смесей, включая минимальную энергию
инициирования, минимальный размер детонационноспособных
облаков.
3. Исследованы закономерности инициирования
бензино-воздушной смеси двумя разнесенными зарядами КВВ,
Определена зависимость суммарной минимальной энергии
инициирования от расстояния между зарядами.
4. Исследованы особенности инициирования бензино-
воздушной смеси газовым зарядом пропано-воздушной смеси.
-
На примере керосино-воздушной смеси экспериментально исследованы закономерности распространения пульсирующей околопредельной детонации і открытом объеме.
-
Экспериментально показана возможность инициирования детонации при распространении относительно слабой ударной волны по неоднородной смеси, находящейся ъ состоянии, близком к самовоспламенению.
Практическая ценность. В диссертационной работе
исследовались воздушные смеси таких
широкораспространенных топлнв, как бензин и керосин. Данные, полученные по детонационным свойствам исследуемых смесей, а также по механизмам, ответственным за развитие взрывных процессов, необходимы для практических методик прогнозирования возможных последствий аварий на топливо-насыщенных объектах, о также для разработки мер по их предотвращению.
Апробация работы. Материалы диссертации
докладывались на 3 Всесоюзной конференции по технике безопасности в химической промышленности (г. Северодонецк, 13-18 мая 1990 г.), на 13 Международном коллоквиуме по динамике взрывов и реагирующих систем (г. Нагоя, Япония, июль 1991 г.) и на 14 Международном коллоквиуме по динамике взрывов и реагирующих систем (г. Коимбра, Португалия, 1-6 августа 1993 г.).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах.
На защиту выносятся:
результаты экспериментального исследования детонационных свойств распылов бензина и керосина в воздухе;
результаты исследования процесса инициирования бензино-воздушной смеси двумя разнесенными зарядами КВВ;
результаты исследования инициирования бензино-воздушной смеси газовым зарядом;
особенности распространения детонации в керосино-воздушной смеси в околопредельном режиме;
особенности процесса инициирования детонации при распространении слабой ударной волны по неоднородной смеси, близкой к самовоспламенению.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка цитируемой литературы (69 названий), содержит 62 страницы машинописного текста, 18 рисунков и 2 таблицы.
