автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОБНАРУЖЕНИЯ САМОВОЗГОРАНИЯ И ГОРЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

На правах рукописи УДК 14.84.664

Дегтярёв Александр Геннадьевич ,

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОБНАРУЖЕНИЯ САМОВОЗГОРАНИЯ И ГОРЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.26.03 - Пожарная безопасность

Л ■ ■ .

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА- 1998

На правах рукописи УДК 14.84,664

Дегтярёв Александр Геннадьевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОБНАРУЖЕНИЯ САМОВОЗГОРАНИЯ И ГОРЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.26.03 - Пожарная безопасность

I'

АВТОРЕФЕРАТ

»

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА- 1998

у- ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧ:н».п <;• СЛИОТЕКА Г/ос:;, * адоыш -

Рий

N9

Работе выполнена в АО «Спецавюиатика» и в Российском государственном аграрном заочном университете.

консультант: доктор технических наук Болодъян H.A.

Официальны« оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бобков A.C.; доктор технических наук, профессор ,. . " БаратовА;Н.;. ;

доктор технических наук, профессор Балкан H.H.

DfuTiim оргмишиига; Московский институт пожарной безопасности МВД РФ

Зсщмта состоится 1998 г. в . на заседании специализи-

рованного совета ССД.052.06.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте противопожарной обороны МВД РФ (143900, Московская обл., Балаши-хинский район, ло«локВНИИПО,д. 12}.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ВНИИ ПО МВД РФ. А етореферат разослан Ж А/ 1998 г.

Ученый секретарь специализированного совета, f

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник-- ~ ' Л.Н.Шулы а

* 11 - J

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .

Актуальность темы. Рост объема кормозаготовок сопровождается индустриализацией процессов хранения растительного сыры (РС). Увеличение единичных емкостей, а татке длительности хранения РС, что характерно для хранилищ силосного типа, веает к росту пожаровэрывооласноети технологического процесса хранения. Компоненты комбикормов, значительная часть которых растительного происхождения, в основном относятся к дисперсным продуктам, имеющим развитую поверхность, активно сорбируют кислород н влагу из воздуха и способны довольно быстро самонагреваться. Самонагревание ведет к порче продукции, а нередко к самовозгоранию хранящегося сырья. При этом сырье способно длительное время горсть в режиме тления: пожар, обнаружение которого существующими системами затруднено в силу их низкой эффективности, достигает больших размеров.' Такие пожары нередко приводят к пылегазовоздушным взрывам, что наносит значительный материальный ущерб народному хозяйству, являются причиной гибели и травматизма людей. Отсюда следует необходимость совершенствования системы пожаробезопасное™ хранилищ комбикормов и другого растительного сырья. Имеющиеся нормативные документы, решая многие из проблем пожарной профилактики. оставляют нерешенной проблему эффективного обнаружения очагов самовозгорания и горения на ранней стадии их развития. Вследствие этого весьма актуальным является возможно Солее раннее обнаружение очагов самовозгорания и горения в насыпях хранящегося растительного сырья с целью их своевременной локализации и ликвидации.

Анализ показывает, что в настоящее время не существует надежных, высокоэффективных и малоинерционных способов обнаружения очагов самовозгорания и горения. Известные методы (тепловой, ионизационный, оптический, газового анализа) обладают рядом недостатков. Существующие способы теплового обнаружения очага самовозгорания, основанные на регистрации температуры с помощью различных технических средств (термопары, термисторы. терморезисторы), несмотря на достаточно большую разрешающую способность, оказываются нем|>фективными. Во многом это обусловлено недостаточной изученностью физических процессов самовозгорания и горения дисперсных растительных сред в хра-шминых енлосном» типа. Ионизационный метод, основанный на регистрации ».топ?*носик потенциалов в насыпи РС, не позволяет с достоверностью выявить

наличие очага из-за нерегулярного изменения утих потенциалов во времени. Оптический метод, основанный на измерении поглощения лазерного излучения молекулами горючих газов, генерируемых очагами самовозгорания и горения, неэффективен вследствие запыленности среды. Метод газового анализа не всегда даст надежные результаты из-за недостаточной изученности качественного и количественного состава выделяющихся газов.

Работы по исследованию процессов самовозгорания и горения PC при хранении в силоса* и бункерах были инициированы А.Н. Баратовым и продолжены под руководством А.Я. Корольченко, которые внесли большой вклад в решение проблемы пожарной безопасности хранилищ PC. Вопросами взрывобезопасносги предприятий к хранению и переработке зерна занимались ЯЛ, Васильев, Л.И. Семёнов, Л.П. Вогнан, предложивший комбинированный метод тушения пожаров л хранилищах PC. Проблемы хранения растительных продуктов освещены в работах ЛА, Трисвятского, Л И Карецкаса и других. Фундаментальные задачи тепло- и маосообмена решены A.B. Лыковым, вопросами теплообмена в дисперсных средах занималась А.Ф. ЧудноьскиЙ, A.B. Куртеиер и другие.

Процессы самовоспламенения и самовозгорания различных веществ н материалов изучались в работах отечественных и зарубежных исследователей (H.H. Семёнов, Д.А. Франк-КаменецкиН, А.Г. Мержанов. ВВ. Азэтян. CK. Худя ев, Ф. Томас и другие). В результате разработана теория теплового взрыва, решен в общем виде ряд задач по оценке условий его возникновения для различных геометрических параметров системы и ее кинетических характеристик. Теоретические положения, сформулированные в работах указанных выше ученых, получили свое развитие применительно к дисперсным материалам в трудах М.Г. Годжелло, С.И. Таубкина, Б.Г, Попова, Л.П. Вогмана. В.И, Горшкова, Я.С. Киселёва, А,П. Петрова и других учены*. Однако ни в трудах'классиков теории юрення, ни в работах ученых, занимающихся преимущественно прикладными исследованиями, не рассмотрены в достаточной мере вопросы раннего обнаружения очагов самовозгорания дисперсных материалов (в том числе растительного сырья в хранилищах сило-lh^i о тигга). . .

В связи с зтим возникает проблема разработки научных основ раннего <hV-шфуження очагов самовозгорания н горения растительных .пролетов при их хранении и внедрения этих методов в практику деятельности лрелгрипий АПК. *Ушм и обусловлена актуальность темы диссертации.

!kitbjig6g$y • создание научных оснои раннего обнаружения очагов самовозгорания н горения в хранилищ« растительного сырья для повышения их пожарной безопасности. ■ t

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи: - • ,

1. Изучить характерные особенности возникновения и развития тепловых очагов а дисперсных насыпях растительного сыры. . -

2. Выявить причины, вчияющие на эффективность применения систем температурного контроля в хранилищах силосного типа.. .

1. Разработать метоц эффективного температурного контроля в дисперсных насыпях растительного сырья.

4. Усовершенствовать метод газового анализа дли раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения в хранилищах растительного сырья.

J. Разработать оптический метол раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения в хранилищах растительного сырья.

6. Создать методику расчета контролируемых параметров, влияющих, на уровень пожаробезопасного) хранилищ.

Даутм аовяэив filopi заключается в том, что:

• предложен» математическая модель развития тепловых процессов и проведен численный расчет распределения температуры во времени и пространстве для различных компонентов комбикормов;

- созвана оригинальная лабораторная установка, моделирующая развитие тепловых процессов в реальном хранилище PC;

- обнаружен новый режим фильтрационного горения дисперсной насыпи растительного сырья при диффузии воздуха в зону горения и газообразных продуктов из тоны горения с уменьшающейся во времени .скоростью распространенна этой зоны;

• разработаны методы расчета основных параметров, влияющих на эффективность работы систем температурного контроля (радиуса чувствительности тер-мопатчика, пожароопасного тейпа роста температуры, пожаробезопасной ддн-гелыкчти хранения сырья, роста размер«» теплового очага), реализованные на IBM;

- предложены новые эффективные способы (температурный, оптический и газового анализа) для раннего обнаружении очагов самовозгорании и горения в дисперсных насыпях растительного сыры в хранилищах силосного тип».

Прятеам иатосд «боты состоит в следующей:

•разработан »реализован на практике способ температурного контроля тепловых процессов в дисперсных насыпях растительного сырья в хранилищах силосного типа;

• созданы прикладные программы численного расчета на ЭВМ и номограммы для определения основных параметров, влияющих на пожаробезопасностъ хранилищ растительного сырья (длительность хранения, скорость роста температуры и размера теплового очага);

* усовершенствован метод газового анализа для раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения растительного сырья; ...•.,

- разработан оригинальный оптический метод обнаружения очагов самово- , згорания к горения на осиоле использования эффекта комбинационного рассея-иия;

- определены радиусы чувствительности термодятчнкоя, приложена схема расчета эффективности систем температурного контроля и указаны пути се повышения.

Результаты диссертационных исследований использованы в межотраслевом норм»! мвном документе «Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности енлосов и бункеров предприятий по хранению и переработке зерна», реализованы в системе температурного контроля силосов на Сухинкчском комбикормовом заводе и Брянском комбинате хлебопродуктов. Оптический и газоаналитнческий методы контроля использованы АО «Слецавтоматика» и в хранилищах фирм «Промзк» и «Проток». Результаты работы применены при проектировании лабораторных н полигонных установок РГАЗУ и ВНИИПО МВД РФ. Разработанная методика расчета пожароопасных параметров теплового очага используется в ка-учно-исследо«ательски* работах РГАЗУ.

АпроДяпяя работы. Основные положения диссертационной работы докла-на VIII и IX Всесоюзных Симпозиумах по горению и взрыву« проведенных ОИХФ АН СССР в 1986 году в г, Тишнснге н в 1989 году в г. Суздале, на нау-чна-прпьп-нческий конференции «Мею.'ю.нничльпе аспекты по&арной защиты июмыныснных объектов», пропело I ной в 1У86 го,чу' в г, Севастополе, на «а\ч1М-

практических конференциях ВНИИПО » 1986,198S, 1990,1992 годах, на республиканском школе-семинаре «Разработка и применение современных средств пожаротушения и активной профилактики пожаров» в 1987 году в г, Севастополе, на IX Всесоюзной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов народного хозяйства», организованной ГУПО и ВНИИПО МВД СССР в 1987 году, на научной конференции Молодых Ученых (секция «Совершенствование технологии хранения к переработки сельскохозяйственных продуктов»), организованной ТСХА в 1937 году, на научно-практической конференции «Проблемы безопасности Сибири и Дальнего Востока» « г. Иркутске в 1988 году, на научных конференциях ВСХИЗО в 1983,1991,1994 годах, на республиканских научно-практических конференциях «Повышение надежности и эффективности автоматической пожарной зашиты объектов» s г. Севастополе в 1989 году и «Современные проблемы обеспечения пожаробезопасное™ н пожаротушения в замкнутых пространствах» в 1991 году в г. Севастополе, на ХШ Всероссийской научно-практической конференции «Пожарная безопасностью», организованной ВНИИПО в' 199$ году, на Первом Международном семинаре «Пожаровэрывобезопасность веществ и взрывозащита объектов» в 1995 году в г. Москве*

Публикации, По теме диссертации опубликовано 41 работы, в том числе одно авторское свидетельство на изобретение «Способ контроля температурного режима нясыпи В хранилищах силосного типа» (А.С. №1583235) в 1990 году/

На здшигтт выжкжтд?

• способ .температурного контроля в дисперсных насыпях в хранилищах растительного сырья; 1

- оптический способ раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения в хранилищах растительного сырья;

■ . ■ - метод газового анализа для раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения растительного сырья;

- математическая модель тепловых процессов в дисперсной насьтн;

- методика лабораторного эксперимента для изучения физических закономерностей тепловых процессов в дисперсных насыпах растительного сырья;

• программы расчета на ЭВМ основных параметров, определяющих пожв-роопасиость хранилнщ растительного сырья:

• методы повышения эффективности состояния растительного сырь» с целью увеличения пожарной безопасности хранилищ.

<ртруктУ|д н объем работы. Диссертация состоит из введения, тем« глав, наложенных на 443 страницах, включая !21 рисунок. 52 таблицы, библиографию из 267 наименований и 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во «ведении обосновывают ся актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы. Приводится краткое содержание глав диссертации.

В пев вой глава представлен анализ состояния вопроса исследований тепловых процессов в дисперсных растительных материалах, технологического процесса хранения растительного сырья, причин н последствий аварий с пожараии и взрывами в хранилищах.

Самонагревание дисперсных растительных материалов до температуры 6075 *С обусловлено в основном деятельностью микрофлоры. В дальнейшем повышение температуры происходи г в основном за счет химических и экзотермических процессов. Некоторые органические соединения (пектиновые, белковые и др.) распадаются уже при 60-70 "С с образованием пористого угля, обладающего свойством поглощать (адсорбировать) пары и газы.

Пары конденсируются на поверхности угля, газы адсорбируются, что сопровождается выделенной теплоты. За счет тепла адсорбции температура в растительных продуктах повышается и достигает 100-130 *С, что вызывает распад ряда соединений и образование пористого угля, более значительную адсорбцию нм паров и газов и новое повышение температуры. При 200 *С начинает разлагаться клетчатка, входящая в сост*» растительных продуктов. В результате ее разложения образуется уголь, способный интенсивно окисляться, что вызывает повышение температуры до 250-НЮ *С. т.е. до температуры тления растительных материалов.

Выделяемое тепло в кйсой-либо части дисперсной насыпи локалтупш ten-лоизолнруюшим слоем растительного материала. Возникает очш гичнл ионной к--пловой активности, тепло которого распространяется на соседние учалки шшни. усиливая процесс самонагревания, который может перейти в caví «втирание.

Стадия самовозгорания развивается, как правило, в диффузионной облаттн и лимитируете* диффузией кислорода. Переход реакции И1 кинетической области в диффузионную имеет нарастающий лавинообразный характер до момент» возникновения горения в «горячей точке*. Дальнейшая интенсивность процесса полностью зависит от поступления в зону горения кислорода из окружающего воздуха.

Неподвижная масса дисперсного растительного материала, реагируя с кислородом и генерируя тепло реакции в объеме, будет иметь в каждой точке объема разную температуру, поскольку условия тепловыделения и отвода тепла различны. Наличие температурного поля в объеме материала обуславливает разную интенсивность экзотермической реакции, протекающей в кинетической области. В той ча стн объема, где отвод тепла наиболее затруднен, температура материала будет самой высокой. Эта часть объема будет «горячей точкой» или его тепловым цент, ром.

С целью разработки профилактических мероприятий, исключающих возникновение пожаров от теплового самовозгорания, приведены показатели пожарной опасности растительного сырья (температуры самонагревания, тления и др.), а также его азровзвесн (нижний концентрационный предел распространения пламени НКПР, минимальное взрывоопасное содержание кислорода МВСК, минимальная энергия зажигания МЭЗ, максимальное давление взрыва МДВ и др.). Величина НКПР меняется в диапазоне от 36 до 60 г/м\ МВСК составляет 10-12 оо„ МЭ1 достигает 50 иДж.

Рассмотрен технологический процесс хранения РС с точки зрения его пожароопасное™, Отмечено, что наиболее пожароопасной операцией является сушка продуктов.

При рассмотрении процесса горения РС отмечено, что он определяется не только кинетикой процесса (на поверхности н в глубине насылнк но и диффузионным переносом кислорода и продуктов сгорания у горящей поверхности частиц. Характерной особенностью РС является возможность тления при низком содержании кислорода в окружающей атмосфере. Это обусловлено тем. что в реакции оки-счения участвует кислород воздуха, адсорбированный в порах материала. Кроме того, многие растительные материалы в своем элементном составе содержат большую долю кислорода (—40 %>. способного поддерживать г орем не, ■■ - -

Приведена статистика пожаров и взрывов при хранении растительного сырья. прокален анализ ее динамики, мест и причин аварий с пожарами и взрывами.

Наибольшее количество аварий произошло иа элеваторах и комбикормовых заводах, причем половина приходите« на силоса и бункера. Четверть этих аварий обусловлена самовозгоранием РС, причем за последнее десятилетие число таких аварий возросло приблизительно на 40 %, а материальные потери увеличились почти в 3 раза. Это говорит о высокой пожарной опасности хранилищ РС и тем самым об актуальности настоящей работы.

Проведен анализ известных способов обнаружения очагов самовозгорания и горения в хранилищах растительного сырья (метод тепловой пеленгации, традиционный метод термоконтроля, метод газового анализа, оптический по поглощению излучения лазера, электронно-ионный метод). Указаны недостатки существующих систем обнаружения, их низкая эффективность, что свидетельствует о важности проблемы разработки высокоэффективных способов раннего обнаружения самовозгорания и горения РС.

На основе сделанного анализа выбраны следующие перспективные направления для решения поставленной проблемы:

- совершенствование способа температурного контроля состояния растительного сырья в хранилище путем оптимизации размещения первичных преобразователей на основе детального научного анализа тепловых процессов, происходящих в хранилище;

• создание нового оптического способа регистрации наличия малых концентраций горючих газов в свободном пространстве хранилища с помощью эффекта комбинационного рассеяния, в результате чего запыленность перестает играть сколько-нибудь существенную роль;

- совершенствование существующего метода газового анализа на основе учета совокупности горючих и негорючих газов, выделяющихся при самонагревании к самовозгорании, с точки зрения их вклада в формирование взрывоопасной смеси.

Во второй главе рассмотрены закономерности распространения тепла в дисперсной насыпи растительного сырья для двух основных типов очагов: пластового (плоского) толщиной Ж и гнездоаого (сферического) радиуса Л. Процесс распространения тепла в самонагревающейся насыпи в случае пластового очага описывается системой уравнений*.

т^-т;; О)

йх дх

где Т(х, () - температура насыпи; х - координата (расстояние от центра очага); 1 • время; Т. - начальная температура; р» с, X - соответственно плотность, удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводное™ насыпн; ц - удельная интенсивность тепловыделения.

Задача решалась в предположении идентичности теплофизнческих характеристик по объему насыпи. Вид функции выбирался исходя из случайного характера распределения в насыпи микрофлоры. Для удельной мощности источников тепла я=ч(х). являющейся непрерывной функцией координаты, получено аналитическое решение задачи (1) путем использования косинус-преобразования Фурье:

^-¿^М'^р**- О)

где чДр) - |ч{х)иврхсЬ(. *

Решение (2) позволяет получать распределение температур во времени н по объему насыпи, однако оно имеет довольно сложный для использования на практике вид.

В настоящей работе задача (1> получения температурных полей в насыпи решалась на ЭВМ.' Высокая гладкость решения служит гарантией равномерной сходимости приближенного решения к точному со скоростью о^Ь'+т). Данная дифференциальная задача с областью изменения независимых переменных Л »решалась методом сеток, н на-равномерной, прямоугольной сетке ЧЛь. аппроксимировалась разностной схемой с опережением. Для решения ра- зностных уравнений использовался алгоритм одномерной правой проишки..

Построенная математическая модель позволила с высокой степенью точности описать процесс для самонагревания пластового очага в реальном объекте, в результате чего получено распределение температур в комбикормовой насыпи в пространстве и во времени для различных значений интенсивности тепловыделения и размеров очага И для разных компонентов комбикормов растительного происхождения (травяная мука, шроты, жмыхи, зерно дробленое, отруби).

По данным численного расчета построены номограммы для определения температуры в зависимости от времени и интенсивности тепловыделения, приведены . графики зависимости времени достижения пожароопасной температуры (Т„=100 *С) и темпа роста температуры 8 центре очага от удельной интенсивности тепловыделения для разных видов растительною сырья- Сравнение численного расчета для платового и гнездового очага при равных параметрах очага показывает, что рост температуры при пластовом очаге самонагревания более интенсивный и. следовательно, пластовой очаг более пожароопасен.

Переход к безразмерным величинам:

позволяет решить задачу (II В обобщенных переменных и в случае функции ..

" Ч> ■ ?{*•) получить решение: -

Х-Р.©{х.,Р.). »>■

где

е^.и)=Гх.ф. .. . t4)

Номограмма функции (4> рассчитана численно, что позволяет, используя формулу |3h получать' приближенное распределение температур в насыпи при ран* личныг физических, характеристиках иасы пи и разных пара метрахочага/. -

Приложенная математическая модель дает возможность решать ЦСЛЬаЙ ряд иришшжых Главу 7). Математическая модель и алгоритмы, ее реал вду*

нпцн?, позволяют исследоаать процессы самонлгреванн! для различных форм н

параметров очага и разных видов сырья. Структура алгоритма моделирует процессы во времени и пространстве объекта с задаваемой точностью, а дискретная математическая модель дает возможность увеличивать точность расчетов за счет увеличения времени счета на ЭВМ.

В третьей главе приведены результаты лабораторных и крупномасштабных опытов для двух основных типов очагов самонагревания (пластового и гнездового), подтверждающие правильность предложенной математической модели процесса.

Дня расчета температурных полей в дисперсной насыпи необходимо знать ее теплофизнчеекме характеристики ГГФХ), которые зависят от химического состава, физических и структурных характеристик, а также от параметров состояния (плотности, скважистости, влажности, температуры и др.). Поскольку слой комбикормового сырья • влажная дисперсная среда, н при наличии градиента температур влагопсренос будет оказывать существенное влияние на теплопроводность слоя, для измерения ТФХ предпочтительнее использовать нестационарный метод как наиболее малоинерционный.

В настоящей работе для определения .коэффициента температуропроводности использовался метод стыка с плоским изотермическим источником. Преимущество итого метода перед зочдовыми состоит в том, что он не нарушает структуру насыпи. Согласно этому методу, на (раннце полуограниченного тела с начальной температурой Т, создавалась температура Т», которая затем поддерживалась постоянной. При это« распределение температуры в одномерном случае описывается уравнением

ЧмМ^сц-тЦ^). ■ ■ ■ <5>

где а • коэффициент температуропроводности. .

В процессе эксперимента необходимо выполнение ряда требований: одномерность распространения теплового потока, одинаковость начальной температуры по объему насыпи, хороший контакт изотермической поверхности с поверхностью материала, слабое влияние границ образца.

Указанным требованиям удовлетворяет мтспернменталымя установка, схема которой изображена на рис I.

Рве. 1. Схем» лабораторной установки:

I • цилиндр с сырьем; 2 • термопары: 3 • потенциометр; 4 - опоры; 3 • нагреватель; б - сосуд с водой; 7 - термометр; 8 - гальванометр; 9 • дифференциальные термопары; 10»переключатель; II - калориметр; 12-асбест.

Исследуемое сырье засыпалось в цилиндр диаметром 20 н высотой 30 см. Измерения осуществлялись 21 термопарами, расположенными с шагом 10 мм. Роль изотермической поверхности выполняло металлическое дно сосуда с кипящей водой, температура которой контролировалась термометром с ценой деления 0.1 "С. В каждом опыте осуществлялось измерение температур в 3-6 уровня* по высоте через 10, 15, 20, 25 минут после начала'опыта. Что позволило определять 15-20 значений коэффициента температуропроводности для данных параметров сьгры.

В результате проведенных опытов получены значения коэффициента теипс-ратуропроводностн для рассыпной и гранулированной травяной муки, которые

изменялись в пределах (0.7+3,7)-10-7 мЧс в зависимости от плотности, влажности и дисперсности сырья, определяемых в каждом опыте по стандартной методике.

Полученные экспериментальные значения температуры удовлетворительно описываются расчетной зависимостью (5). Согласие расчетов с экспериментом продемонстрировано также на модельной установке, представляющей нэ себя бетонный цилиндр диаметром 1,3 и высотой 2.3 м,» центре которого в горизонталь* ной плоскости били расположены две греющиеся пластины размером 6.4x0.24 м с температурой поверхности 363 К,

Хорошее соответствие расчета с экспериментом в лабораторных н полигонных опытах по нагреванию дисперсной насыпи растительного сырья плоским изотермическим источником говорит о том, что процесс распространения тепла в дисперсном слое смоделирован верно, и дисперсную насыпь можно рассматривать как квазиоднородное вещество, * которому применимо уравнение теплопроводности. При этомТФХ сырья являются некоторыми эффективными коэффициентами.

Экспериментальные исследования процесса самонагревания проводили на лабораторной установке, моделирующей теплоизолированный бункер с растительным сырьем. Стенки модельного деревянного бункера с внутренними размерами 420x413x960 мм были теплоизолированы пенопластом толщиной 13 см, а его размеры были установлены из необходимости выполнения граничных условий задачи (I) в течение времени опыта, составлявшего 4-5 суток. За это время температура а очаге повышалась на величину 4T«Í5 *С, а рост температуры на периферии составлял при этом не более S-? "С. Температурный контроль по объему засыпаемого растительного сырья осуществлялся 23 хромеяь-колелевыми термопарами, закрепленными определенным образом капроновыми нитями на съемном деревянном каркасе, размещенном внутри установки. Сигналь» с термопар регистрировались прибором М95, работавшим в режиме микровольтрметра, а значения температур находились по градунровочной прямой.s ■ ■ -

Для экспериментального исследования процесса самонагревания на лабораторной установке в пластовом очаге увлажнялся горизонтальный спой сырья » середине буккера толщиной 2R=0.Z м. а в случае гнездового очаг» увлажнялся шар радиусом R=5V7 см размещенный в центре бункера^Вувлажненном, до 40-50 сырье при комнатной температуре начинали развиваться микроорганизмы, аоэними тепловой очаг; н таким образом моделировался процесс самонагревания. "Эксперимент заканчивался, когда прекращался рост температуры ■ центре очага. чи>.

вероятно, связано с затуханием деятельности микрофлоры. При этом рост температуры для нижней термопары, как правило, не превышал 5 ®С, что свидетельствует о выполнении второго граничного условия задачи (I). Результаты экспериментов по пластовому самонагреванию показали вертикальную направленность теплового потока и симметричное развитие температурного поля в насыпи относительно центральной плоскости. В случае гнездового очага самонагревания изотермические поверхности имеют вид концентрических сфер с центром в центре очн а. Это свидетельствует о выполнении первого граничного условия. Выполнение начального условия контролировалось по показаниям термопар до начала опита. Таким образом показано, что для описания процесса самонагревания может быть использована предлагаемая в работе математическая модель.

t,cyr 2 J 4 5

Т,*С • X Л ■

Т.*с.

- X. см

Рнс. 2, Типичные температурные поля в насыпи травяной муки при пластовом очаге самонагревания. .

' Влажность насыпи W=7.6 */.; -Влажность очага "/о;

Размер очага R=0.1 м; . .

Интенсивность тепловыделение qo=125 Вт/м3; 1 ' 1 Плотность насыпи р=307 кг/mV ; ,

На рис. 2 представлены типичные экспериментальные данные и рассчитан* ные на ЭВМ температурные кривые для случая пластового очага самонагревания. Незначительное нарушение симметрии температурных попей относительно центральной плоскости с течением времени связано, верочгно, с конвекцией теплого воздуха и паров в верхние слои насыпи.

(.сут 3 4 5 7 а 9 | 11

ДТ,*С • + О *

дТ,°С 60

о

-60 -40 -20 0 20 40 во х, ем

Рас. 3. Температурные поля в насыпи травяной муки (крупномасштабный эксперимент).

Влажность насыпи 10,4*4; . Влажность очага 1Уо=44.2 ■ Размер очага 1^.25 м; Интенсивность тепловыделения чл«73 Вт/м*; Плотность насыпи р=470 кгЛ«'.

, С целью дальнейшего исследования процесса самонагревания и притоки предложенной математической модели в условиях, приближенных к натурам».

ОЫН1 ИрОВСДСНЫ КрУННОЧаЛ)! гаОНЫО НЛПОрНМОМЫ 1М |).)>а|МОН 11' СИНН'а (КС-1 шпонка преде гаи.тег coCk.il бетон пую ™к<*Л1> ратысром 3*.K4.it м с нмтсмн'Н «■■роикоЬ ашт. Итере) ню температуры «сунюстллич-ь М) гсршчырамн и юк-ищкчкгфамн КСП-1. Очаг создавался увлажнением сыры и представлял т с со* в экспериментах «ибо слой сыри* толщиной 211=0.5+0.6 и > модель пласпммич) очи-1'аК .иКн> шелишф д1ши«1ром 0.7 м и высотой 0.7 ы шит куГ> со 0.7 м

(моле.чь гнездового очага). На рис, 3 приведены рсэультпгы крупномасштабного эксперимента по самонагреванию пластового очага вместе с расчетными кривыми (левая часть рисунка).

Результаты экспериментов по самонагреванию показали, что при повышенной влажности н температуре, приблизительно равной 13 *С, в растительном сырье начинается процесс самонагревания с удельной ннчменвноегью тепловыделения ()о»0,4+0.6 Вт/кг. .

При этом температура в центре очага достигает величины 55-65 "С за 1-5 суток, Распространение тепла носит осеснмметрнчный характере случае пластового очага и центраяьносимметричный в случае гнездового очпга. Предлагаема* математическая модель адекватно описывает процесс самонагревания дисперсной насыпи растительного сырь). Эксперимент и расчет показывают, что При сходных начальных параметрах пластовой очаг самонагревания опаснее,гнездового. Гнездовой очаг размером Р-30.3 м не представляет пожарной опасности за принятые нормативные сроки хранения сыры.

В чешуи* дпц изучен процесс горения РС и определены его основные характеристики: линейна* V и удельная ш скорости сгорания, размеры зоны горелка б^ к зоны подогрева максимальная температура фронта горения Т**, в зависимости от характеристик насыпи РС (плотности р, скважистости е, вяа:киости Ш).

Эксперименты Проводились на лабораторной установке, представляющей сабой картонные цилиндры, теплоизолированные изнутри асбестом, высотой 30 и диаметром 11, 20 и 30 см. По оси цилиндра располагались 24 хромель-колслсвых термопары с шагом 10 мм. сигналы которых поступали иа потенциометр КСГ1-4. Цилиндр с сырьем помешался иа весы, показания которых фиксировались с целью -определения удельной скорости сгорания. За сутки до эксперимента определялись ТФХ продукта. В процессе экспериментов, длительность которых составляла от двух до шести часов, изучалось горение растительного сырья с поверхности и а

S g 9

* £ *

11 ! Sal

I

S 2 i 3

\ \

l 8

äo

r I

?

ЩЩ s

tf

H

9 t

I'

/ * *

ï f

s ?

"I

_ I

2 S

I -

к. мин 20 75 140 210

Т,*С * А ■

14»

Рис. 4. Распространение зоны горения а рассыпной травяной муке' (плотность р=202 кг/м>; влажность 1^=30 %; скважистость е*79.8 %),

Путем анализа квазистационарного режима диффузии кислорода в зону горения получены соотношения для толщины слоя золы н линейной скорости сгорания, учитывающие время выхода Ъ> процесса горения на диффузионный режим:

5,-П^

т

где О - коэффициент диффузии кислорода через сдой золы; С« • концентра-иия кислорода в воздухе; пь • доля кокса; К - безразмерный коэффициент

4К =0.175 - при малом тооэьйелении, - г 1п—^- при

большом газовыделении); в • зольность материала; р% - плотность продуктом и<>-рания;»- отноенгельчая площадь пор в слое золы).

¡Й

Множитель п= 11+ „ *—

V х'О-».)

где т* ж ^Р^^Ю"4 -КГ'м^С; Бо- начальная толщина с.н>н юли. рщ.

На рис. 3 приведены соответствующие экспериментальные кривые.

На основе экспериментальных данных для оценки линейной скорости сгорания рассыпной травяной муки с поверхности можно рекомендовать полуэмпирическую формулу

ур<

Зависимость (10) характерна для диффузионного режима горения дисперсной насыпи растительного сырья.

Рис. 5. Зависимость толщины слоя золы и линейной скорости сгорания от времени..

I - 8, = 2.9л/й2 - у »^. *.

Проведенные эксперименты показали, что линейная скорость горения 1»3-6 мкц.'с. Следовательно, процесс горения достаточно длителен. И при подавлении очага горения временной фактор не является определяющим, что позволяет выбирать соответствующие тактику и средства туше) 1ия.

У шг^оЛ главе рассмотрен способ обнаружения очагов самовозгорания и горения в насыпи РС методом газового анализа.

Исследовалось газовьиеяение при нагревании растительного сырья на лабораторном, пилотном и полигонном сгензах. В лабораторных исследования* использовалась установка (рис. б), ь которой сквозь нагретое до заданной температуры сырье пропускался с определенной скоростью и относительной влажностью 60-80 % воздух или азот и отбиралась проба на хромогтографнческий анализ.

Рис. 6. Лабораторная установка для исследования газовыделения при нагревании растительного сырья в потоке воздуха и азота.

I • вентиль тонкой регулировки; 2 - реометр; 3 • трубка резиновая; 4 * шлиф; 5. кварцевая трубка 0 50 мм; 6 * сетка; ?. кольцевой нагреватель; 8 • продукт, 9 -термоэлсктролреобраэователи; 10 - потенциометр КСП-4; II - лабораторный трансформатор; 12 ' ловушка конденсата; и - трехходовой кран; 14 - камера отбора > проб; 15-бюретки.

Модель пилотной установки представляет собой железобетонный цилиндр диаметром 1,5 н высотой 2.5 м, укомплектованный системой измерения температурного поля, системой отбора и подачн газов В газоанализаторы и системой нагревания. Полигонная установка объемом 35 м3 является фрагментом натурного железобетонного силоса размерами 3*3*4.8 м, укомплектованная системами измерения температурного поля, отбора газов, подачи »оды и инертных газов, подачи воздуха, нагревания. Для измерения температуры использовались хромель-алюмелевые термопары и потенциометры КСП-4 в качестве вторичных приборов. Термопары и газоотборные трубки размещались по объему насыпи н позволяли получать картину распределения температур и концентраций газов во времени и пространстве. В этих опытах в качестве пробоотборников использовались газовые бюретки объемом 700 см1, заполненные насыщенным раствором хлористого натрия. Система нагревания представляла собой ТЭН мощностью 600 Вт с максимально достижимой температурой поверхности 360 "С, что позволяло использовать его также для зажигания сырья. Анализ полученных данных свидетельствует о том. что результаты лабораторных опытов несколько отличаются от результатов полигонных исследований, в частности, на ранней стадии нагревания. Результаты укрупненных испытаний при этом предпочтительнее, поскольку в полигонных опытах сырье сначала выдерживалось влажным в течении месяца, моделируя естественный процесс самонагревания сырья, а затем уже включался ТЭН и, в случае необходимости, в очаг подавался воздух.

Анализ данных по изменению состава газообразных продуктов термоокне-лнтепьной деструкции растительного сырья позволяет сделать вывод, что в качестве индикаторных газов на стадии самонагревания могут служить водород и оксид углерода в концентрации до I %(об.). Если их концентрация превышает I % (об.) И при »том еще регистрируется в газовой пробе метан, то это значит, «то температура очага уже превышает 250-270 *С, и в насыпи растительного сырья идет процесс горения (тления). .

В экспериментальных условиях махеимум образования продуктов приходится ьа интервал температур 600+700 К. Это связано с тем, что углефицированное растительное сырье (полукокс), содержащее 82+94% углерода и способное активно вступать в реакцию, образуется при достижении температур горения (тления) продукта Т,и"300 К и выше.

Начало образования СО отмечено при температуре 400+450 К с повышением содержания его в смеси вплоть до 800 К. Водород и метан экспериментально обнаружены лишь при Î50 К. а максимум их выделения соответствует 6ÎO+6ÛO К. Заметное количество COj начинает выделяться при температуре 500 К п проходит через максимум 800 К. что связано с заметным уменьшением в процессе роста температуры содержания кислорода. Увеличение содержания - кислорода (принудительная подача) в зону горения растительного сырья смешает максимум образования COj в область более высоких температур. А горючих газов • в область более низких температур.

Следует отметить, что горение растительного сырья протекает не только в гомогенной и гетерогенной фазах, но и на границе раздела двух фаз. Преобладание одного процесса над другим существенно влияет на выход ig состав продуктов газовыделения.

Из экспериментальных данных следует, что процесс взаимодействия кислорода с горючими веществами в интервале температур 400+500 К протекает на поверхности материала н с ростом температуры увеличивается количество кислорода. вступившего » химическое взаимодействие.

Таким образом, на стадии самонагревания PC {до 70 *С) индикаторным газом являлся водород в концентрации до 1 % (об.|, а одновременная регистрация газов (Нг, СО. CHt) в концентрациях свыше I % (об.) является объективным признаком процесса самовозгорания в насыпи.

Обнаружение наличия горючих газов, свидетельствующих о появлении развитого очага самонагревания или горения, можег быть осуществлено путем непре- -рыв но го или периодического газового анализа газовоздушной среды в свободном пространстве хранилища. С целью определения степени взрывоопасное-™ хранилищ рассмотрен »опрос о расчетной оценке горючести образующихся многокомпонентных газовоздушных смесей. В результате анализа' способов оценки горючести парогазовых смесей, рассматривая типичную трехкомпонентную смесь и пользуясь представлениями о двухстядийном характере горения органических соединений в кнелородосодержащих окислительных средах, предложен способ оценки горючести парогазо воздушной среды я свободном пространств хранилищ PC. Для случая горения в воздухе при нормальных условиях горючесть органических веществ, состоящих из атомоп С, Н, О, N, s также негорючих разбавителей различного вида может быть оценена значением функции {или потенциала) горючести.

Смесь является горючей в заданной окислительной среде, если ее функция горюче-

¿е.»;

сти: К- -положительна, и негорючей - в противном случае. В работ« приве-

1С.

дены значения функций для различных органических соединений, а также водорода и оксида углерода, обнаруженных в экспериментах.

Рнс. 7. Электрическая схема электроионизаинонного лазера в видчмой и „ ближней ультрафиолетовой части спсктра.

I * генератор Аркадьева-Маркса (ГИН); 2 - батарея обострителя; 3 - обостряющие разрядники; 4 - вахуумные диоды;

5 - антнетримерная решетка; 6 - разрядная батарея; 7 - диод; 8 - управляющий разрядник

р шестой главе рассмотрен оптический способ обнаружения самонагревания н горения растительного сырья. Лазерный ко;проль примесей ь атмосфере имеет ряд существенных достоинств, т. к, он: 1» дистанционный; 2) обладает высокой степенью чувствительности (способен обнаруживать примеси, когда нх доля ~10-'*10-1'); 3) малоннерцнонен. Предложены две схемы реализации этого способа путем регистрации газовыделения при нагревании РС: по изменению поглощения лазерного излучения, по наличию комбинационного рассеяния излучения лазера , на длинах волн, соответствующих присутствию индикаторных газов (Нз, СО, СН») в гюовоздущной еррде свободного пространства хранилищ растительного сырья. Прьточтнтельнье выглядит вторая схема реализация (хотя ее чувствительность

~10*+10-* несколько ниже), поскольку первая схема требует лазер е плавно перестраиваемой частотой излучении в области частот поглощения регистрируемых газов. Наличие пыли также снижает возможности первой схемы.

Рис. 8. Схема лабораторной установки по оптическому зондированию с ро-мпшью лазерного лидер«

I • лазер; 2 • емкость с РС;3 • ТЭН; 4- линза; 3 - монохроматор; 6 - ФЭУ; 7 - пары и газы.

Поскольку интенсивность комбинационного рассеяния ~1/)Л где I. • ;иина волны света, то более эффективными для использования в качестве источников когерентного излучения представляются лазеры в видимой и ультрафиолетовой (УФ> о&ош спектра (ХзО.б мкм). Характерная величина сечения комбинации)л к» и

рассеянна для коротковолнового излучения ()л0.3+0,5 нкм1) составляет величину а- |0-1Т+10-м см1 (например, для метана о=2.9-10,м ем1 при Х=0,53 мкм). В работе проведены исследования с Целью создания высокоэффективных лазеров в зеленой области спектра на оксимере ХеО" (>.=557.7 нм> на переходе ('Зо^о) и <'Эо:'Оз). на молекуле Хер <Х=353.5 нм) и на молекуле КгР (Я.=248,б им) на переходе с нижних колебательных уровней связанного верхнего состояния ^Ещ в бьктрорасселяющее-ся основное состояние на эксимере ХеС1* (Х=308 нм) с энергией лазерного излучения 20.5 Дж (рис. 7).

Экспериментальные исследования по оптическому зондированию проведены на установке, схема которой показана на рис. 8.

Температура сырья контролировалась хромель-алюмелевыми термоэлект-ропреобраяоьателями и потенциометром КСП-4. Наименьшая концентрация ин-

Е.

дикаторных газов (На, СО, СН<) —10й ем-', где Ел0р - пороговая чувст-

вительность системы регистрации; Е - энергия лазера; о - сечение комбинационного рассеяния; Ь - размер зоны контроля; с - регистрируемая доля излучения комбинационного рассеяния.

Гис. 9, Зависимость величины сигналов комбинационного рассеяния от температуры для подсолнечного шрота.

Для количественно! о определения концентраций интересующих нас мклнка-торных газов по величине сигнала рассеянна необходимо производить калибровку системы регистрации. Однако с точки зрения пожарной безопасности хранилищ ГС важным является регистрация зависимости величины сигналов комбинационного рассеяния индикаторных газов (Ш, СО. СН4) от температуры растительного сырья. Получены соответствующие характерные зависимости, вид одной из которых представлен на рис. 9.

Результаты измерений величин сигналов комбинационного рассеяния индикаторных газов по оптическому зондированию с помощью лазерного лндара согласуются с результатами газового анализа. Линии рассеяния, соответствуй»! ше го-явлению газов Ш и СО, обнаруживаются только при О100 "С. При температурах 250-100 «С, соответствующих торенню {тлению) РС, величины сигналов рассеяния Нг и СО возрастают и появляется (при {>200+230 "С) значительный сигнал рассеяния метаном.

Таким образом, экспериментально в лабораторных условиях показана возможность с высокой чувствительностью при помощи оптической лазерной системы (.лидар) контролировать путем измерения интечсивностей линий комбинационного рассеяния процесс повышения температуры растительного сырья во времени как на сгадин формирования очага самовозгорания, так и на стадии горения.

Н И1П.В1Д гл^тч; рассмотрены вопросы повышения пожаробезопасное™ в хранилищах силосного типа.

Адекватность математической модели самонагревания эксперименту позволила использовать ее для расчета следующих параметров; радиуса чувствительности термодатчнка, эффективности систем температурного контроля и схемы размерена термодатчнкоа в хранилищах, пожаробезопасных сроков хранения сырья и пожароопасного темпа роста температуры, скорости роста размера очага.

Та&шк* 1. Радиус чувствительности г (м) н контролируемая часть объема хранилища (%>.

Д.*С г.(м> СКС-1 Силос Силос

3*3 м* 01м 06м

11 1.5 67 К5 21

12 1.15 51 «б 16

±3 1.2 39 55 12

В табл. 2 приведены значения радиуса чувствительности термодатчика и контролируемой чисти объема хранилищ силосного типа с травяной мукой для различных значений абсолютной погрешности системы температурного контроля Д для одной термоподвески с шагом расположения датчиков Ь=2 и.

Расчет показывает низкую эффективность применяемой системы контроля гри помощи одной тгрмоподвески. Путями совершенствования гюжаробезопасности явчясгся уменьшение аСколгетной погрешности системы температурного контроля и совершенствование схемьт размещения термодатчнков. Предложена оптимальная схема размещения термодатчиков в хранилищах силосного типа, обеспечивающая полный контроль температуры во всех точках на основе размещения термодатчиков 3 узлах пространственно-центрированной кубической решезки. При этом количество термодатчиков минимально и их число не превосхолгг

N-ARÍH. + BRÍ + B.R.H. + CR. + DH. + l, (И)

R Н

где R. » —, Н. = —- безразмерные поперечный рачьер н высота силос»; А,

В, В|. С, D - числовые коэффициенты, значения которых вычислены для различных типов хранилищ. Предложена противопожарна» система автоматического контроля температуры в хранилищах, использующая пространственно-центрированную кубическую схему размещения датчиков и ЭВМ в качестве средства контроля, анализа и управления. Предложенный способ обнаружения самовозгорания РС позволяет определять точное местоположение очага, а контроль температуры и темпа роста • прогнозировать развитие очага.

В табл", Э приведены рассчитанные на ЭВМ пожаробезопасные сроки хранения сырья и пожароопасный темп роста темпернгуры за принятые технологичес-кнецрики хранения.. •

Ччи:аичл1 расчет рзимгра очаги показывает, что для характерны* иитенсн-hikh.tcü тешмвыделення 100*160 Br/м* толщина ил acia с темпера гурны mi i гря,т-itiiMH 100 *С<Г<250 *С составляет 140.1Ы» см. При згом возгорание рас-шгельньпо емры H¡HURK>JVIT 'wpci 1-2 месяц» fto.viií начала линчемтк-чашш. )ш ¡ысчесы №■ Kil ЧМИЛНН . Ч1Ч1 HplIlHÍlliipyiKCIHIII BtvinipnilHH 1'МрЬЯ И llt.ltHV Xapi!KH'pilM¡! lh4tvf4Ml-

IMJTÍ |ЧП№р tKtbCMil t'Mpl.K, |(|К;кЧиК,ШЧ|1ЛО fM*.l|>1<\К» lUKK'lt.4 I >< И IhVLIrAíllllOttt №VI,'IL1 k"líil№ ЦЧ'ЖП! 1\ИКЧШ*. Í44'ГЦН.ЧЯСГ И« MCIkV t.í

Таблица 3. Пожаробезопасные сроки хранения и пожароопасный темп роста температуры.

Ншнне сырья Степень пожароопасное™ оч«г* ПОЖАРООПАСНЫЙ темп рост» тем!» ржтуры» грал/сут

слабый средний сильный

Трамнал мук« больше 1 месяце 2*4 недели иенбе 2 недель 1.1

Шроты, жмыхя бояыце -А месяце» 3-7 недель менее 3 недель зл

Зерхо (фобленое) - больше 1,5 месяце» 3-6 н«делу менее 3 недель - м

Отруби исделж менее «вдел* 1,5

В пвнложмнн привешены теплофкзическне характеристики растительного сырья и показатели его пожарной опасности, программы расчета на ЭВМ, некоторые результаты экспериментальных исследований и акты внедрении.

ВЫВОДЫ

I. Построены математические модели тепловых процессов в дисперсной насыпи растит ел ьн ого сырья, включающие в себя аналитические расчеты, алгоритмы и программы для вычисления на ЭВМ распределения температур по объему хранилища в различные моменты времени для различных видов продукта и параметров очага самонагревания,- Рассмотрены случаи пластового н гнездового очагов, наиболее характерные для практики. Получены распределения температур, в насьь пи продукта для различных исходных данных очага,

- 2. Разработаны оригинальные экспериментальные стенды и методики проведения исследований на них для изучении возникновения и развития процессов самонагревания, самовозгорания и горения в насыпях растительного сырья. Использовалась лабораторная установка с объемом модели хранилища около I м' к полигонный стенд, явмющийся фрагментом реального хранилища снлосного типа. •

3. Создана новая, не разрушающая дисперсную насыпь, методика экспериментального определения теплофизическн* характеристик растительных материалов (плотность, скважистость, влажность, дисперсность, коэффициент температу-

ропроводности), необходимых для моделирования температурных полей в хранилищах растительных продуктов. Суть методики определения коэффициента температуропроводности состоит в измерении полей температур Для модели пластового очага н сравнении их с полученными путем ма тематического моделирования с учетом значений теплофизическнх параметров. Показано, что значения коэффициента температуропроводности для насыпей изученных растительных материалов довольно низки и составляют (0.7-3.7)-10-' м'/е в зависимости от вида и характеристик сырья.

4. Путем детальных экспериментальных исследований распределения температур в насыпях растительного сырья и сравнения их данных с результатами расчетов продемонстрирована адекватность предложенных математических моделей -опыту на основе крупномасштабных экспериментов на фрагменте силоса (—35 м1), что дает основание для использования указанных моделей на практике. Изучена динамика рола очага самонагревания, в результате чего найдено, что за 4-3 дней температура в центре очага повышается приблизительно на 40 *С, а распределение температур в насыпи имеет осесимметричный характер в случае плоского источника тепловыделения н представляет собой концентрические сферы в случае сфе-, рнчсскогч) источника. Показано, что распространение тепла в насыпи растительного сырья осуществляется преимущественно теплопроводностью,.

5. Путем экспериментального исследования распространения волны горения в насыпи растительного сырья обнаружен новый режим фильтрационного горения при диффузии воздуха в зону горения и газообразных продуктов реакции из этой зоны через слой дисперсного материала. При этой имеет место снижение во времени ) скорости распространения волны горения как (~>а. Величина этой скорости относительно невелика и составляет 3.3-7.8 мкм/с при температуре очага 570-8201С

6. Разработан новый способ раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения на основе температурного контроля в дисперсных насыпях в хранилищах растительного сырья, включающий использование предложенных в диссертации . расчет ных схем расположения температурных датчиков в хранилищах силосного -типа различной формы и ЭВМ, контролирующую температуру н темпы ее роста, анализирующую данные по соответствующей программе с целью прогноза развития теплового очага и включающую в соответствии с результатами анализа необходимые команды управления.

7. Разработаны оригинальные расчетные схемы и программы дм ЭВМ по расисту параметров, определяющих пожарную безопасность технологического процесса хранения растительного сырья (радиуса чувствительности термодатчика, пожароопасного темпа роста температуры, пожаробезопасных сроков хранения сырья, роста размера очага, представляющего пожарную опасность).

8. Предложен новый метод раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения в хранилищах дисперсного растительного сырь* на основе регистрации ■ комбинационного рассеяния молекулами горючих газов (Ш, СО, СН«> лазерного луча в видимой и ультрафиолетовой частях спектра. Разработаны перспективные оптические квантовые генераторы^ необходимые для реализации этого метода. Данный способ, обладая высокой чувствительностью к наличию в атмосфере указанных горючих газов позволяет обнаруживать очаги самовозгорания и горения на самой ранней стадии процесса.

9. Усовершенствован метод раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения растительного сырья путем газового анализа, путем учета вклада всех основных горючих газов в образование взрывоопасной среды с оценкой горючести формирующихся в свободном пространстве хранилищ газовоздушных смесей.

15. Предложенные методы раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения ■ хранилищах растительного сырья внедрены в РГАЗУ, ВНИИ ПО МВД РФ, в хранилищах фирм «Промэк» и «Протэк», а АО «Слецавтоматика», на Брянской комбинате хлебопродуктов и Сухиннчском комбикормовом заводе, реализованы в межотраслевом нормативном документе «Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности силосов бункеров на предприятиях по хранению и переработке зерна».

11. Совокупность полученных в диссертационной работе результатов можно квалифицировать как решение вахтой народнохозяйственной проблемы - разработки высокоэффективных методов раннего обнаружения очагов самовозгорания и горения в хранилищах растительного сырья и иа этой основе повышения пожарной безопасности этих хранилищ.

Осадные результаты диссертации опубликованы в следующих работах;

1 Вогнан Л.П., Горшков В.И., Дегтярёв А Г. Пожарная безопасность эгква-торов. - Мл Стройиздат, 1992, • 370 с.

2. Вогнан Л.П„ Жолобов В.И„ Комов В.Ф., Дегтярёв А,Г. Горение засыпки комбикормового сырья И Хнм, Физика процессов горения и взрыва. Горение гетерогенных и газовых систем: Материалы VIII Всесоюзного симпозиума по горению и взрыву. - Черноголовка. 1986. - с. 12S-I30.

3. Вогман Л.П., Комов В.Ф., Дегтярёв AT. Определение шага расстановки тепловых датчиков в массе комбикормов при хранении в силосах и бункерах // Пожарная профилактика технологических процессов в промышленности: Сб. трудов. - М.: ВНИИПО, 1987. - с. 71-80,

4. Вогман Л.П., Комов В.Ф., Дегтярёв А.Г., Боровой К.Н. Контроль температуры* хранилищах комбикормов // Пожарное дело, -1987, - №2. - с. 20-21.

3. Дегтярёв А.Г., Комов В.Ф., Вогман Л П., Боровой К.Н. Расчет теплового режима комбикормовой насыпи /I Проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов народного хозяйства: IX Всесоюзная научно-практическая конференция: Тезисы докл. Секция: Проблемы пожарной безопасности веществ, материалов н технологических процессов.-М.: ВНИИПО, 1988,-с, 16-17. "

6. Дегтярёв А.Г., Комов В.Ф., Вогман Л.П., Боровой К.Н., Пикус Б.И„ Лаков С.М. Способ контроля температурного режима насыпи в хранилищах силосного типа. - A.C. 1581235, СССР, кл. A01F25/00,1987,

7. Корольченко А.Я., Вогман Л.П., Дегтярёв А.Г. Противопожарная система автоматического контроля температуры в хранилищах силосного типа И Повышение надежности и эффективности автоматической пожарной зашиты объектов: Республиканская научно-практическая, конференция: Тезисы доклада - Севастополь, 1989.-с. 7-8.

8. Басов Н.Г., Брунин А Н., Данилычев В.А., Дегтярёв А.Г. и др. Газовые лазеры высокого давления на электронных переходах молекул I! Препринт №21. -М.:ФИАН, 1977.-85 с.

9. Вогман Л.П., Дегтярёв А.Г. Основные характеристики горения насыпи мелкодисперсных органических материалов растительного происхождения !/ Хнм. Физика процессов гсрЬния и взрыва. Материалы [X Всесоюзного симпозиума. -Черноголовка, 1989, - с, 99-101,

10. Дегтярёв А.П, Комов В.Ф., Лычкин В Н. Математическая модель процесса самонагревания комбикормов и Математические моделн, средства вычислительной н преобразовательной техники в электрификации и автоматизации с/х производства/Сб. науч. трудов. - М.: ВСХИЗО, 1990, -с, 149-1SS,

11. Вогман Л.П., Дегтярёв А.Г., Шулыа А Н. Горение травяной муки в си-лосах и бункерах И Пожарная безопасность промышленных объектов I Сб. науч. трудов. - М.: ВНИИ ПО, 1991, - с, 106-122.

12. Дегтярёв А.Г., Капитонова В А. Автоматическая система дистанционного температурного контроля в хранилищах силосного типа // Электромеханические и электротехнологические системы и управление ими в АПК / Сб. науч. трудов. • М.: ВСХИЗО, 1992. • с. 141-144.

13. Дегтярёв А.Г., [Сомов В.Ф., Боровой К.Н. Электрическое моделирование процесса самонагревания в дисперсных средах гипа комбикормов с внутренними источниками тепла // Повышение надежности электрооборудования в сельском хозяйстве I Сб. науч. трудов. -М.: ВСХИЗО, 1987. - с. 77-84.

14. Дегтярёв А.Г, Тушение порошком дисперсного слоя твердого вещества // Проблемы предотвращения и тушения пожаров на объектах народного хозяйства / Материалы XI науч.-практ. конференции. - М.: ВНИИ ПО, 1992,-с. П9-180.

15. Вогман Л.П., Дегтярёв А.Г. Математическая модель процесса самонагревания насыпи растительного сырья II Пожаровзрыв обез опасность. • 1993. -с. 21-24. . _ : ■

16. Горшков В.И., Вогман Л.П., Дегтярев А.Г. Приближенное решение задачи самовозгорания дисперсных материалов для реакции порядка у И Пожаровз-рывобезопасносгъ. - 1993. - №1. - с. 2S-28.

17. Вогман Л.П:, Дегтярёв А.Г. Горение растительного сырья // Пожаровз-рывобезопасность. - 1993,-MI,-с.29-34. ,

18. Дегтярёв А.Г., Плюшксвич Ю.В. Физические методы исследования теп-лофизических характеристик дисперсных сред растительного сырья // ВСХИЗО • агропромышленному комплексу: Сб. науч. трудов, - ВСХИЗО, 1995. -е. 222-223.

19. Дегтярёв А. Г., Капитонова В.А., Плюшкевич Ю.В. Анализ способов контроля теплового режима в хранилищах силосного типа I/ ВСХИЗО - агропромышленному комплексу; Сб. науч. трудов, - М.: ВСХИЗО, 1995. - с. 225-227. .

20. Вогман Л.П., Дегтярёв А.Г., Плюшкевич Ю.В. Оценка эффективности . . систем термоконтроля хранилищ растительного сырья И Пожарная безопасность-

95 / Материалы ХШ Всерос. науч. практ. конференции. • М.: ВНИИ ПО, 1995. - с, J05-307.

' 21. Дегтярёв А.Г,, Вогнан Л.П., Плюшкевич Ю.В. Определение коэффициента температуропроводности растительного сырья // Пожаровэрывобезопасноеть. - 1995. - №3, - с. 49-52.

22. Дегтярёв А.Г.. Вогнан Л.П.. Плюшкевич Ю.В. Расчет пожароопасного темпа роста температуры в насыпи растительного сырья // Пожароазрывобезопас-ность. - 1995.с. 52-5S.

23. Вогнан ЛЛ., Дегтярёв А.Г., Плюшкевич Ю.В. Горение растительного сырья и пожарная безопасность элеваторов И Пожаровзрывобезопасность веществ и взрывозащита объектов / Тезисы доклада. • Перв. Межд. Сем. - М.: ВННИПО. 1995, -с, 107-108.

Vogman L.P, Degtiarev A.G, Hyushkevich Yu.V.. Vegetal resources combustion and Hie safety of elevators // Fire-and-expbsion hazard of substance! and venting of deflagrations / Book of abstracts. First intern. Seminar. - Moscow, 1995. -p. 93-95.

24. Vogman L.P.," Degtiarev A.O. Fire hazard of vegetable raw materials // Fire Science and Technology. Vol. 15. and №2.-1995.-p. 47-S1.

25. Vogman UP., Korolchenko A. Ya., Degtiarev A.O, Piyushkevlch Yu.V. Burning of vegetable raw materials and fire safety of elevators II Fire Science and Technology, vol. 16. №1 and №2. - 1996. - p. 29-34.

16. Goishkov V.I, Vogman L.P., Degtiarev A.O. Approximate solution of powered materials spontaneous combustion problem tor reaction of v-order /' Fire Science and Technology. Vol 16. №1 and Ш. - 1996. - p. 41-45.

27. Басов Н.Г., Брунин А Н, Данилычев В.А., Дегтярёв А.Г. и др. Лазер в зеленой области спектра на молекуле ХеО" // Письма в ЖТФ, - 1976. - т. 2(3). - с. 337-340,25. Басов Н.Г., Брунин А.Н., Данилычев В.А., Дегтярёв А.Г. и др. Лазер высокого давления в УФ области спектра на молекуле XeF //Письма в ЖТФ, 19976. • т.2(23).-с. 1057-1061. *

29. Басов Н.Г., Брунин А.Н., Данилычев В.А., Дегтярёв А.Г. и др. Лазер высокого давления в УФ области спектра на молекуле KrF // Квантовая электроника, 1977.-т. 4(7).-с. 1596-1599.

30. Басов Н.Г., Вахонев М.Б., Данилычев В. А. .Дегтярев А.Г. и др. Мощный : электроиониэацнонный лазер в УФ области спектра на экснмере ХеСГ // Письма в ЖТФ. 1982. - т. 8(4). - с. 24S-250..

31. Вогман Л,П., Комоа В.Ф., Дегтярев AT., Боровой К Н. Температурный контроль при хранении комбикормов //Пожарноо дело. - 1968. - т. 2. - с. 2б,-

32. Ватман Л.П., Комов В.Ф., Дегтярев А,Г. Исследование процесса самонагревания комбикормового сырья И Проблемы пожарной безопасности Сибири и Дальнего Востока: Тезнсы докл. кауч.-практ. конференции. - Иркутск, 1983. • с. 6970. ■ _ ■

33. Вогмаи Л.П, Дегтярёв А.Г. Самовозгорание насыпи растительного сырье И Пожаровзрывобеэопасность веществ, материалов, изделий и технологических процессов/Сб. науч. трудов.- М,:ВШ1ИПО, 1990. -с. 157-164.

34. Вогнан Л.П., Дегтярёв А.Г, Обеспечение пожаровзрывобезопасности при самовозгорании растительного сырья в силоса* н бункерах И Современные проблемы обеспечения пожаробезопасносги и пожаротушения в замкнутых пространствах: Тезисы доклада. - Севастополь, 1991.-е. 61-62.

35. Басов Н.Г., Бруннн А.Н., Данилычев В.А., Дегтярёв А.Г. и др. Кинетика инверсной населитости в активной среде лазера на молекулах ХеО*, излучающих в зеленой области спектра II Каантова» электроника, 1976. - т. 3(8). - с. 1727-1732.

36. Вогман Л.П., Дегтярёв А.Г. Исследование температурных полей в насыпи растительного сырья И Проблемы пожарной безопасности зданий и сооружений. X Всес. науч. практ. конф.: Тезисы доклада. -М.: ВНИИПО, 1990. • с. 61-61.

37. Вогман Л.П., Дегтярёв А.Г., Шульга А.Н.Теыпературный поля в насыпи травяной муки II Пожарная безопасность промышленных объектов / Сб. науч. трудов, - М.: ВННИПО, 1991. - е. 69-74.

38. Дегтярёв А.Г,. Вогмаи Л.П. Горение растительного сырья II Проблемы предотвращения и тушения пожаров на объектах народного хозяйств« / Материалы XI науч.-практ. конференции. Тезнсы доклада. - М.: ВНИИПО, 1992.-е. J0-SI.

39. Вогман Л.П., Дегтярёв А. Г., Плюшкееич Ю.В, Автоматизированная система термоконтроля в хранилищах растительного сырья силосного типа И Пожар-, ная бсзопасностъ-93: Материалы ХШ Всерос. науч.-прак. конф. - М.: ВНИИПО, 199S.-с. 305-306

Подписано * печать 20.0Е.9Я г. Фориат 60»М/Я. Печать офеетнш. Усл. пгц. д. а,«5, Уч.-нм. л. 4,59. Т. - 100 чкч. Заю» Г» 112.

- Типография аниипо МВД России."

143900, Мюяжко* ови., еаыивнхшкжчЛ 9-», I явс, ВНИИ ПО