автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Определение критических условий для очагового самовозгорания материалов

На правах рукописи

КАЗАКОВ Алексей Васильевич

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ДЛЯ ОЧАГОВОГО САМОВОЗГОРАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Специальность: 05.26.03 "Пожарная и промышленная безопасность" (технические науки) Отрасль — «Химическая и нефтехимическая промышленность»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006 г.

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении "Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны" МЧС России (ФГУ ВНИИПО МЧС России)

Научный руководитель: кандидат технических наук

Корольченхо И. А.

Официальные оппоненты: , доктор технических наук,

профессор Баратов А.Н.

кандидат технических наук, с.к.с. Таубкин И.О.

Ведущая организация — Академия государственной противопожарной службы МЧС России.

Защита диссертация состоится <(»// 2006 года в «10» час

«00» мин на заседании диссертационного совета ДС 205.003.01 при ФГУ ВНИИПО МЧС России по адресу: 143903, Московская обл., Балашиха, мкр, ВНИИПО, д. 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ ВНИИПО МЧС России,

Автореферат разослан « 2006 Г. исх.

Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направлять в ФГУ ВНИИПО МЧС России по указанному адресу.

Телефон для справок: (495) 521-29-00

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, с.н.с

Актуальность проблемы. Тепловое самовозгорание материалов при симметричном теплообмене изучено достаточно подробно. Практическими исследованиями занимались А.Н. Баратов, С.И. Таубкин, Я.С. Киселев, Л.П. Вотан, В.И. Горшков, АХ. Дегтярев н другие. К описанию этого процесса можно применить подходы теории «теплового взрыва», развитые H.H. Семеновым, Д.А. Франк-Каменецким, О.М. Тодесом. А.Г. Мержановым, В.В. Барзыки-ным; С.И. Худяевым, В.Т. Гонтковской, Баусом (P.C. Bowes), Томасом (Р.Н. Thomas) н пр. ! (

На производственных объектах известны случаи возгорания скоплений материала, не остывшего после сушки или другого технологического прогрева (доски, древесно-волокнистые плиты, пенополиуретан и т. п.). Материал может нагреваться выше температуры окружающей среды при перевозке и хранении от горячего оборудования или в результате протекания экзотермических процессов (химической или микробиологической природы). Определить опасные размеры штабеля, либо опасную температуру прогрева материала с помощью существующих аналитических и эмпирических методов нельзя. Расчеты с учетом симметричного теплообмена показывают, что для теплового самовозгорания материала при температуре атмосферного воздуха его нужно укладывать в штабеля существенно большего размера, чем используемые. А при температурах предварительного прогрева наоборот - загорится существенно меньше материала, чем складывают в штабель. Но если самовозгорающийся при повышенных температурах образец критического размера вовремя вынуть из термошкафа, он охладится до комнатной температуры.

В технологиях термообработки материала не допускается нагрев вещества до температур тления и более высоких температурных показателей. Размер компактного расположения материала также не достигает критического, что не позволяет веществу загораться в аппаратах. В то же время, вещества, склонные к самовозгоранию, характеризуются плохой теплопроводностью. Если же горячий материал компонуют в штабеля и т.п. отвод тепла резко ухудшается, и изменение теплового баланса может приводить к самовозгоранию. Самовозгорание ркоплений материалов, предварительно прогретых выше температуры окружающей среды, называют «очаговым».

Разработка метода определения критических параметров очагового самовозгорания позволит обосновывать мероприятия, предотвращающие возникновение пожара на производстве, складах, транспорте и других объектах, где возможен разогрев материалов выше температуры окружающей среды и характерен конвективный теплообмен очага с нереакционноспособной-средой.

Цель работы: Целью настоящей работы является разработка метода определения критических условий очагового самовозгорания материалов для предотвращения возникновения пожара на хозяйственных объектах. Для достижения указанной цели ставятся и решаются следующие задачи:

экспериментально определить кинетические характеристики процесса окисления исследуемых материалов;

разработать методику и экспериментально определить условия очагового самовозгорания вещества;

провести теоретические исследования для поиска приближенных решений, определяющих критические условия очагового самовозгорания;

апробировать разработанные методики определения условий очагового самовозгорания материалов при решении практических задач.

Объект исследований: твердые дисперсные самовозгорающиеся материалы.

Методы исследований; решение задачи методами математического анализа, получение решений численными методами, экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи, коэффициентов теплопроводности и теплоемкости материалов; экспериментальное изучение характера изменения температуры в различных точках предварительно нагретого образца, экспериментальное определение периода индукции образца до самовозгорания, расчет условий очагового самовозгорания скоплений вещества на практике.

Предмет исследований: пожарная безопасность переработки, транспортировки и хранения твердых дисперсных материалов.

Научная новизна:

решена задача расчета условий самовозгорания плоскопараллельного, цилиндрического, сферического очагов при остывании в нереакционноспособ-ной среде, отличающаяся от классических постановок соответствующими граничными условиями, и получены новые интерполяционные выражения для определения критических значений параметра Фраик-Каменецкого;

на основании анализа решений Томаса получены новые интерполяционные выражения для расчета критических условий очагового самовозгорания куба и параллелепипеда, характеризующие остывание в нереакционноспособной среде;

разработана методика экспериментального определения условий очагового самовозгорания материалов, отличающаяся тем, что образцы различного размера предварительно прогреваются выше температуры окружающей среды, а

эксперименты по остыванию очага выполняются на открытом воздухе и в низкотемпературном шкафу;

впервые получено формула расчета периода индукции для очагового самовозгорания скопления материала, учитывающая неадиабатичность стадии остывания вещества;

разработана методика расчета условий очагового самовозгорания материалов, позволяющая обосновывать профилактические мероприятия для противопожарной защиты объектов, на которых применяется складирование материала прогретого, температуры окружающей среды.

Практическая ценность н реализация результатов работы.

Результаты диссертационного исследования использованы при разработке:

технических условий безопасного использования торфяного мха (заказчик ООО «Бно Экология»)

методики обеспечения пожарной безопасности перевозки самовозгорающихся грузов;

лабораторных установок ВНИИГТО для определения коэффициента теплопроводности и температуропроводности сыпучих материалов;

компьютерной программы для численного расчета условий очагового самовозгорания;

методики экспериментального определения и расчета условий очагового самовозгорания материалов;

лабораторного стенда для определения условий очагового самовозгорания материалов.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на следующих научно-технических конференциях:

Международный симпозиум «Комплексная безопасность России - исследования, управление, опыт» (ВВЦ Москва 26-28 мая 2004 г.); V

Международная конференция «Сопряженные задачи механики, информатики н экологии» (г. Горно-Алтайск 4-9 июля 2004 г.);

ХЦ1 Симпозиум по горению и взрыву (ИПХФ РАН, г. Черноголовка 7-11 февраля 2005 г.);

XIX Научно-практическая конференция по вопросам борьбы с пожарами: «Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений» (г. Балашиха, ВНИИПО1-2 ноября 2005 г.);

VI Международная научно-практическая конференция «Лесные и степные пожары. Возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (г, Иркутск, 6-11 сентября 2005 г., Томский государственный университет).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация содержит 23 рисунка, 16 таблиц, 3 приложения.

На защиту выносятся следующие положения:

аналитические и интерполяционные выражения для расчета критических величин параметра Франк-Каменецкого при самовозгорании плоскопараллельного, цилиндрического и сферического очагов, остывающих в нереакцион-носпособной среде;

приближенные выражения для расчета критических условий очагового самовозгорания скоплений в форме куба и параллелепипеда;

формула расчета периода индукции при очаговом самовозгорании скопления материала, учитывающая неадиабатичность стадии остывания;

методика и результаты лабораторного определения теплофизических параметров сыпучих материалов (теплоемкости, температуропроводности);

метод и результаты экспериментального определения условий очагового самовозгорания материалов в лабораторных условиях (критические температуры предварительного прогрева материала для заданной температуры окружающей среды, период индукции до самовозгорания);

методика и результаты расчета условий очагового самовозгорания материалов, прогретых выше температуры окружающей среда.

Содержанке работы Во введении обосновывается актуальность постановки темы диссертации, формулируются цель и направления исследований, излагаются научная новизна и практическая ценность работы.

Первая глава «Анализ существующих методов решения задачи очагового самовоспламенения» посвящена анализу существующих данных по развитию теории теплового очагового взрыва.

В работах, посвященных данному вопросу, специфической особенностью задачи об очаговом тепловом взрыве является локальное протекание реакции в начальный момент времени, так что при развитии процесса благодаря теплопе-реносу реакцией охватываются новые слои вещества. При математической

б

постановке рассмотренных задач считалось, что очаг находится в бесконечном пространстве, заполненном химически реагирующим веществом с теплофизи-ческими (не зависят от температуры) и кинетическими параметрами, одинаковыми для очага (участка материала, равномерно прогретого выше температуры окружающей среды)"» прилегающего к нему пространства. Тепловое состояние реагирующей системы для трех основных форм (пластина, сфера, цилиндр) в безразмерном виде описывается уравнением:

^ = • (1)

ОТ

которое должно быть решено при нижеследующих начальных и граничных условиях

г = (2)

0;i = 0,3^.0;^ = «,^ = 0. (3)

где В - безразмерная температура; S - параметр Франк-Каменецкого; г -безразмерное время; | - безразмерная координата; - начальный температурный напор очага.

В простейшей постановке для одиночного П-образного очага, при реакции нулевого порядка, задача решена численно в работе Мержанова А.Г. с сотрудниками,

Буркиной P.C. получены приближенные выражения для расчета критиче-■ ских условий самовоспламенения плоского и сферического очагов:

<V = 4-1п' 2-i-i^l+^-J/^jrijo.j - плоский очаг (5)

- 4 ■ In |2 • е • ^(1п 0с)/л-(1+1/21п0о)} - сферический очаг (6)

Томас нашел алгебраические выражения для критических условий теплового взрыва очагов заданной конфигурации:

^ I

Ь4x/Sv - для пластины (7)

^ 1 3

Inö,, =-2-+—1п4дг—In г -для сферы (8)

4 2 2

Для прямоугольного бруса, половина стороны которых равны а,Ь и с, а наименьшая полуширина а используется для определения параметра 6,

q = получено следующее соотношение:

)

(9)

Для куба (а=А=»с), уравнение (б) сводится к выражению:

в„-2е

1

(Ю)

Рассматривалась нестационарная задача самовоспламенения плоскопараллельного очага разогрева. В основе ее решения лежит метод приближенного анализа критических условий очагового воспламенения, учитывающий следующие характерные особенности процесса: период индукции очагового теплового взрыва много меньше времени тепловой релаксации очага. Отсюда следует, что за время развития процесса в очаге успевает остыть лишь слой вещества у поверхности (£ = ^) очага, а вещество в центральной части очага охлаждается слабо; для очагового воспламенения необходимы большие начальные перепады температуры очага и окружающей его среды (0О>4). В связи с этим, внутри очага выделяются зоны реакции в узком температурном интервале.

На основании выполненного анализа можно заключить следующее: в работах, посвященных исследованию условий очагового теплового взрыва, рассматривалась задача охлаждения очага в реакционноспособной среде (теплопередача от очага осуществляется путем теплопроводности), отличающаяся от многих случаев очагового самовозгорания на практике. Полученные приближенные выражения, для определения дают значения, отличающиеся от численных на 5-20 %. Методика определения критических условий самовозгорания материалов, предварительно прогретых и складываемых на открытом воздухе с учетом ньютоновского теплообмена, на сегодняшний день отсутствует.

Вторая глава «Аналитическое исследование условий очагового самовозгорания веществ и материалов». Найдены приближенные выражения - для

нахождения критических значений параметра Франк-Кэменецкого очагов, имеющих форму пластины, цилиндра, сферы, куба и прямоугольного параллелепипеда. Задача решена для условий теплообмена по закону Ньютона с граничными условиями третьего рода.

Для выяснения поведения температурного профиля в зоне реакции используется метод оценки отдельных членов уравнения, описывающего тепловой взрыв П~образного очага. На начальной стадии процесса температурный интервал зоны реакции равен 0Р, а ее ширина равна координате поверхности очага. Мощность химического источника тепла в течении периода индукции приближенно считается постоянной и равной единице.

На начальном этапе развития процесса в центральной области очага можно пренебречь кондуктивным теплоотводом по сравнению с источником тепла, а рост температуры в центре очага можно описывать уравнением адиабатического теплового взрыва. Поэтому время процесса определяет адиабатический период индукции, равный в выбранных масштабах единице. Критическим является условие достижения к моменту т = 1 равенства теплоотвода и тепловыделения в зоне реакции, С течением времени вещество у поверхности очага остывает, граница зоны реакции смещается к центру.

Задача решается при следующих условиях однозначности:

Ни>

г>0;£=0,а%г = 0;£ - (12)

Решения исходного уравнения (1) для трех основных форм после математических преобразований принимают вид:

для плоскопараллельного очага

(13)

1 N

♦ для сферического очага

^ 2 ) в^-Кцкт

для цилиндрического очага где Лада, = - радиус зоны реакции.

Результаты расчетов параметра Франк-Каменецкого для трех основных форм сведены в табл. 1

Таблица 1

Критические значения параметра Франк-Каменецкого для очагов различ-

' ной формы

* (пластина) ¿ю-(сфера) (цилиндр)

4 6,80 15,87 12,51 1,3862

5 7,91 17,39 13,81 1,6094

7 9,43 19,59 15,68 1,9459

9 10,55 21,18 17,06 2,1972

11 11,49 22,43 18,16 2,3978

14 12,56 23,91 19,46 2,6390

15 12,88 24,32 19,82 2,7080

17 13,47 25,08 20,50 2,8332

19 13,95 25,79 21,09 2,9444

20 14,21 26,05 2136 2,9957

На основании обработки данных табл. 1 критические условия самовозгорания можно представить более простыми выражениями следующего вида: ¿№=а(1п5,)' (16)

Пластина (> = 0) -5,05(1п^>ода (17)

Цилиндр (У=1) ^=9,87^^)" (18)

Сфера (/=2) ги.-12,75(1п<?0)°-6' (19)

Расчет критических условий для куба и прямоугольных брусов проводился по предложенному Томасом соотношению, в которое вводится коэффициент пропорциональности равный 2.

Куб (у-3,28) ^»10,25(1о^)*'" (20)

Приближенные выражения для прямоугольных брусов представлены в виде ¿м, -=в-1п(л<*6|1,):

при р>2 г№=4,981п{1,2 ^) (21)

в = 50,1 - П +111рг - 45 р* - 6,76 р* ' ^ Р ^ 2 ...

м - -26,7 + 87,бр- 93,7рг + А2Лр> -6,86/

В ходе исследований была разработана программа для численного расчета

критических условий очагового самовозгорания материалов. Сравнение

приближенного и численного решения задачи представлены на рис. 1.

0 5 10 15 20 25

Рис. 1. Сравнение критических условий самовоспламенения очага разогрева.

Сплошные линии —уравнения (17), (18). (19), (20).

Пунктирные линии—результаты численного решения.

Влияние интенсивности теплообмена на самовозгорание очагов будет особенно заметным на примере пластины, т.к. для тонких слоев отложений на практике значения В1 могут быть менее 50. Получено выражение для расчета ; 8ц,. плоскопараллельного очага с учетом параметра Ы:

Г^Ч* (23)

Влияние изменения В1 и в, на величину £„. проиллюстрировано на рис. 2. Очевидно, что увеличение размера отложения (соответственно и величины В/) облегчает самовозгорание очага. Самовозгорание тонких слоев (с Ж <10) затруднительно и требует существенного разогрева >50-100).

Рис. 2 Плоскопараллельный очаг разогрева при ньютоновском охлаждении поверхности

Во втором разделе данной главы найдено полуэмпирическое выражение для нахождения времени индукции при очаговом самовозгорании предварительно прогретых материалов. Для этого решалась задача об охлаждении тела с внутренним источником тепла, в которой рассматривалась безразмерная переменная в', соответствующая изменению температуры в центре очаге. Задача сводится к решению уравнения:

За критическую принималась температура, соответствующая точке перегиба на кривой & = /(г). Температурный напор в центре очага в момент прекращения остывания и начала адиабатического периода определяется методом итерации из уравнения:

(24)

при следующих условиях однозначности:

т> о;4=\,е~е„;{=о,е=&

(25)

(26)

(27)

+1 (28)

Считаем, что изменение температуры от точки 0„. до самовоспламенения образца происходит в адиабатическом режиме и время индукции в этот период равно единице. Тогда общее время инерции находится по формуле:

г=з(1+/)[ в,

■ Таким образом, зная температуру предварительного прогрева материала, можно определить критический размер и время инерции при его последующей компоновке.

Третья глава «Экспериментальное изучение характеристик, влияющих на условия самовозгорания материалов» посвящена экспериментальному исследованию характеристик, влияющих на условия самовозгорания материалов. Определялись температуропроводность, теплоемкость и теплопроводность твердых дисперсных материалов, удельное тепловыделение при самовозгорании веществ.

Температуропроводность материала а определялась при интенсивном те* плообмене тела с окружающей средой В1-* <*> (практически Ш > 50 -100) этот параметр связан с коэффициентом формы тела К простым соотношением -а!К. Темп нагрева ^ цилиндрических образцов определялся в водном термостате с мешалкой. Установившаяся температура воды в термостате на 1050 градусов превышала комнатную. Коэффициент теплоотдачи исследуемых образцов, определенный в результате экспериментов с алюминиевым цилиндром диаметром 66 мм и высотой 142 мм, составил 1166 Вт/(м2 К). Для 13 твердых дисперсных материалов, температуропроводность которых определялась, величина критерия Ш существенно превышала 100. Значения а нескольких веществ определены также на метрологически аттестованной аппаратуре в МГУ им. М.В. Ломоносова. Эти величины отличаются от полученных в работе для сухих опилок на 1,2 %, для песка - на 1,4 %, для карбоната натрия - на 5,3

Точность определения теплоемкости материала С повышается при Ш-Ю (в камере «спокойного воздуха»). В этих условиях для цилиндрических образцов (в бумажных контейнерах) диаметром 20 мм и высотой 31 мм определялся темп охлаждения т. Для расчета коэффициента теплопроводности и теплоемкости материалов по результатам экспериментального определения т и т„ Г.М Кондратьевым предложено использовать универсальные критерии М и Я:

М = Я-г (29)

Н = 0,003637 + 0,7346м + 3.36Ш1 - 7,8242М3 + 10,002МН

Г.-/» (ш ) (32>

л = м ■ К t ■ St ( _ С^. 1 ^

К» • Н ^ т

где а - коэффициент теплоотдачи образца, соответствующий экспериментальному определению т;

С^ - теплоемкость материала контейнера;

К0 , Зо, Ув - коэффициент формы, площадь поверхности и объем образца, соответствующие экспериментальному определению т (т и т„ определяются в цилиндрах различных размеров).

С помощью известной для рассматриваемых условий эксперимента зависимости М(Н) определены теплофнзические характеристики исследуемых материалов. Определение теплоемкости 3 твердых дисперсных материалов (табл. 4) выполнено с погрешностью (по сравнению со справочными данными) не более 19,9 % при усредненном значении относительного отклонения 7,8 Результаты определения коэффициента теплопроводности также можно считать удовлетворительными. Показано, что теплофизнческне характеристики исследуемых веществ можно определять с удовлетворительной для практики точностью.

Таблица 4

Результаты экспериментального определения коэффициента теплопроводности и теплоемкости материалов

Материал Температуропроводность, мЧс Коэффициент теплопроводности, ВтЦм-К) Теплоемкость Дж!{кг-К)

Опилки сосновые сухие 2,63.10"' • 0,086 1786

Горф 1,71.10*' 0,0602 1673

Технический углерод УМ0-' 0,0642 965

В ходе экспериментальных исследований удельного тепловыделения определялась температура среды в рабочей камере, записывалось изменение

разности температур среды и в центре образца исследуемого материала. Использовались образцы в форме правильного цилиндра с диаметром 15 и 30 мм. Эксперименты проводились с применением открытых контейнеров из нержавеющей стальной сетки, а также при экранировании внешней поверхности образца с помощью алюминиевой фольги (с отверстиями для газообмена и термопары). Количество теплоты, выделяющееся при термоокислении, определялось в соответствии с выражением:

а = £------(34)

т т

где г - текущее время опыта, с;

т - масса материала, кг;

АТ(т) - текущее изменение температуры исследуемого вещества в эксперименте;

_/} (-0 и/з (т) - найденные аппроксимацией виды функций изменения текущей температуры во времени, соответственно до максимального значения разогрева материала ЛТ^ и после;

т, - продолжительность эксперимента (с), измеряется с момента выравнивания температуры образца и температуры среды (Т-То =0), т„ вычисляется из условия /з(т)ш0.

Согласно выполненным расчетам, удельное тепловыделение сосновых опилок при температурах среды, близких к критическим, в проведенных , экспериментах составляло 1678 -1769 кДяс/кг. Это в 7,5-12 раз ниже известных значений теплоты сгорания древесных материалов (13,4-13,8 МДж/кг). Результаты расчетов и выполненных экспериментов л о определению разогрева материала показали, что сосновые опилки перед возгоранием прогреваются до температур не выше 460-543 К.

Найдены следующие значения предэкспоненциального множителя и энергии активации для сосновых опилок, торфа, технического углерода

Материал N . е,Д*с/кг Е,Дж/молъ

Сосновые опилки 1,716.10' 93441 4,3-1011

Горф 1,41-10* 96499 2,92-10"

Технический углерод 4,41-1 88278 2,35-10'*

Сделан вывод о том, что апробированные методики могут использоваться для определения характеристик влияющих на самовозгорание веществ и материалов.

Четвертая глава «Экспериментальное изучение условий очагового самовозгорания веществ и материалов» посвящена экспериментальному изучению очагового самовозгорания веществ и материалов, и сравнению полученных-зкеперимектальных данных с расчетными результатами.

Схема экспериментального стенда показана на рнс. 3. При проведении экспериментальных исследований применялись две низкотемпературных электропечи (термостаты) с рабочими камерами объемами 42,8 и 217 л, позволяющие поддерживать постоянную температуру от 50 до 500 °С во всем рабочем объеме с погрешностью'не более 3 °С. Исследуемый материал (сосновые опилки, торф, технический углерод) загружался в металлические поддоны и помещался в рабочее пространство термостата, где подвергался сушке в течение 2-2,5 ч. Размеры поддонов выбирались с таким расчетом, чтобы избежать самовозгорания материала в процессе его сушки. Для этого предварительно, по методике ФГУ ВНИИПО МЧС России, рассчитывалась критическая температура самовозгорания исследуемого материала, имеющего форму поддона. В разных опытах и для различных материалов температура сушки составляла от 120 до 320 °С. С каждым из веществ проводилось два вида экспериментов: в конце периода сушки исследуемый материал извлекался из поддонов и помещался в кубические проволочные контейнеры с размерами ребер 100, 140, 200, 300,400,500 и 600 мм. В основной части экспериментов заполненные контейнеры находились в подвешенном состоянии на открытом воздухе. Контейнеры с ребром 100 мм подвешивались в объеме рабочей камеры термостата с температурой среды, отличной от температуры предварительного прогрева. Для достижения условий, когда в/-* «о, в камере термостата устанавливался вентилятор. Наблюдение за ходом остывания или разогрева материала осуществлялось с помощью термоэлектрических преобразователей (термопар), спаи которых устанавливались на середине высоты куба в центре, у поверхности и между ними. Данные о текущей температуре через регистрирующее устройство «микролаб» выводились на экран монитора компьютера.

Рис. 3 Схема экспериментального стенда по определению критических параметров очагового самовозгорания твердых дисперсных материалов:

1 — контейнеры из металлической сетки; 2 — исследуемый материал; 3 — термоэлектрические преобразователи (ТЭК); 4 - стационарные ТЭК в рабочих объемах термостатов; 5 — термостат с рабочим объемом 43 я; б - термостат с рабочим объемом 217 л; 7 — металлические поддоны, предназначенные для предварительного прогрева материала; 8 - регистрирующее устройство «микролаб»; 9- блок ЭВМ,

В зависимости от размера н предварительного прогрева термопара, установленная в центре образца, приблизительно через 1,5 - 9 ч выдержки фиксировала непрерывный рост температуры, характерный для сверхкритического состояния. Либо после небольшого роста температуры в течении 8 - И ч до максимального значения наблюдалось остывание массы материала. Результаты экспериментов по изучению очагового самовозгорания сосновых опилок для образцов с размером 300 и 400 мм представлены на рис. 4 -5.

300 250 -

0 200

3.

1 150 <- 100

so

о 1-,-,-

2,7 "" 4 8,3

Время, ш

Ри

с.4 Изменение температуры сосновых опилок в кубическом контейнере

со стороной 0,4 м;

1,3 — центр куба; 2,5 — 0,2 м от центра куба; 4,6—поверхность куба (предварительный прогрев: 1;2;4 -165 "С; 3;5;6-163 °С);

BpOMR, ЧАС

Ри

с.5 Изменение температуры сосновых опилок в кубическом контейнере

со стороной 03 м:

1,3 — центр куба; 2,5 —0,15 м от центра куба; 4,6—поверхность куба ' (предварительный прогрев: 1;2;3 -177 "С; 4;5;6- 175 "С). За начальную температуру принималась температура в центре контейнера. Температура окружающего воздуха в различные дни была не одинаковой,

однако в течение дня ее колебания составляли ± 1,5 °С. Сравнение результатов экспериментов и расчета условий очагового самовозгорания исследуемых материалов представлено на рис. 6-9.

260 •)

240

220-

¿'200 ■

ге 1В0

ё 160 • 3

,2 140 120 100

0,1 0,2 ОД 0,4 0,8 Размер ребра куба, м

0,6

0,7

Рис. б Сравнение полученных экспериментальных данных по очаговому самовозгоранию сосновых опилок с расчетом (линия — расчет; точки -

эксперимент)

■ нет возгорания • возгорание

260

240 <

о 220

я о. 200 -

(Г

п 160 •

о.

Ё 160 •

X

£ 140 <

120 <

100 '

0,1

0,6

0,7

ОД 0,3 0,4 0,6 Размер фан и куба, м Рис. 7 Сравнение полученных экспериментальных данных по очаговому самовозгоранию торфа с расчетом (линия — расчет; точки - эксперимент)

• нет возгорания • возгорание

О ЗМ>

а.

£ о. а) Е 2 .и

300

250 •

200

0.1 _ ОД 0.3 0,4 0.5 Размер ребра куба, м

0,6.

0,7

Рис. 8 Сравнение полученных экспериментальных данных по очаговому самовозгоранию технического углерода с расчетом

• возгорание ■ нет возгорания

320 1

315

г §

л

I

1. О

I » 310 \

£ > с е

а 2 305

И

& 300

£ ф

295

40 60 80 100 120 140 180

Температура в камере термошкафа, "С

Рис, 9 Зависимость критической температуры окружающей среды дли очагового самовозгорания технического углерода от температуры предварительного прогрева материала при испытании в низкотемпературном шкафу (размер ребра куба — ОД м)

• возгорание ■ нет возгорания

По ходу проведения экспериментальных исследований было получено большое количество размерных значений времени индукции для исследуемых материалов при различной температуре прогрева. Размерное время индукции приводилось к безразмерному виду и сравнивалось со значением, рассчитанным по выражению (21). Полученные экспериментальные и расчетные значения представлены в табл. 5. В этой же таблице представлены значения температурного' напора в центре контейнера в момент .перехода к адиабатическому режиму

Таблица 5

Сравнение расчетного времени индукции (г,) с экспериментальными дан-

ными (г^.)

Исследуемый материал вЪ 8КР б? Ь ТЭКС

8,29 16,082 0,673 1,274 1,523

831 16,091 0,677 1,275 1,524

8,47 16,192 0,648 1,258 1,503

Сосновые 8,49 16,201 0,644 1,256 1,499

опилки 8,68 16,294 0,611 1,236 1,486

8,82 16,373 0,587 . 1,223 1,491

9,17 16,549 0,531 1,192 1,446

6,91 15,236 0,975 1,512 1,762

6,93 15,253 0,968 1,506 1,721

б,96 15,275 0,961 1,499 1,699

Торф 7,05 15,378 0,944 1,483 1,711

7,47 15,603 0,842' 1396 1,654

7,51 15,628 0,833 1,389 1,611

со 15,911 0,736 1,317 1,587

8,82 16,372 0,587 1,223 1,501

8,84 16382 0,584 1,221 1,472

' \ . 8,86 16,391 0,580 1,219 1,421

Технический 8,88 16,401 0,577 1,217 1,493

углерод 8,97 16,448 0,563 1,209 1,406

8,99 16,459 0,559 1,207 1,461

9,03 16,483 0,553 1,204 1,402

Экспериментальные значения времени индукции в среднем превышают расчетные на 30 %. Это связано с тем, что экспериментальные величины

21

фиксировались при более высоких температурах разогрева массы. Полученное выражение пригодно для применения на практике, так как дает консервативную оценку времени до самовозгорания./

Рассчитаны условия самовозгорания штабеля древесно-волокнистых плит (ДВП), прогретого до температуры более 50 °С и охлаждающегося на открытом воздухе. Определена зависимость критического размера штабеля от температуры предварительного прогрева. Расчеты показали, что при температуре прогрева более 100 °С может самовозгораться штабель ДВП высотой менее 1 м. На рис. 10 показано влияние температуры предварительного прогрева ДВП в штабеле высотой 1 м на период индукции до самовозгорания. При температурах прогрева более 115-120 °С такой штабель может загореться через 4-7 часов, то есть в течении одной рабочей смены.

35 -|

30 -

0

™ „

т 25 -

ас

| 20 -

1 15

в;

2

2. ю -

ш

5 • 0 -

95 110 125 ,

Температура сушки плит ДВП, "с

Рис. 10 Зависимость времени индукции от температуры сушки плнт

ДВП

Выводы

1. Создан экспериментальный стенд и разработана методика экспериментального определения условий очагового самовозгорания материалов.

2. Разработана компьютерная программа для численного расчета критических условий очагового самовозгорания.

3. Получены приближенные выражения, по определению критических условий для очагов, имеющих форму плоскопараллельной пластины, цилиндра,

сферы, куба и прямоугольного бруса. Значения, полученные по данным выражениям отличаются от численных решений не более, чем на 10%.

4. Впервые получено выражение для определения критического температурного напора в центре очага, соответствующего началу самовозгорания материала.

5. Впервые получено выражение для определения времени индукции при очаговом самовозгорании материалов..

6. Расчет по найденным выражениям удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными.

7. В подтверждение отмечавшимся случаям самовозгорания на объектах деревообрабатывающих производств показано, что штабель высушенных ДВП может самовозгораться в течение одной рабочей смены.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в работах:

1. Корольченко НА., Кухтин A.C., Крылов ВЛ., Казаков A3. Экспериментальное определение температуропроводности материалов // Пожаровзрыв-зрывобезопасность, 2004, N 4. — с. 36-38.

2. Корольченко И.А., Казаков A.B., Кухтин A.C. Крылов ВЛ. Изучение условий экспериментального определения температуропроводности материалов // Пожарная безопасность. 2004. №3. — С. 60-63.

3. Корольченко ИЛ., Кухтин A.C., Казаков A.B. Теплофиэические параметры некоторых самовозгорающихся материалов // Материалы международной конференции "Сопряженные задачи механики, информатики н экологии". —

' Томск, 2004. С. 129-130.

4. Корольченко И.А., Казаков A.B., Кухтин A.C., Крылов ВЛ. Теплофиэические параметры веществ при определении условий самовозгорания // Материалы Международного симпозиума «Комплексная безопасность России — исследования, управление, опыт», ВВЦ Москва 26-28 мая 2004 г. - М.: 2004. - с. 75-77.

5. Корольченко H.A., Казаков A3., Кухтин A.C., Крылов В.Л. Тепловой эффект реакций, характеризующих критические условия теплового самовозгорания материалов // Материалы Международного симпозиума «Комплексная безопасность России — исследования, управление, опыт», ВВЦ Москва 26-28 мая 2004 г. - М.: 2004. - с. 78-80.

6. Горшков В.И., Корольченко H.A., Кухтин A.C., Крылов В.Л., Казаков A.B. Методика определения условий теплового самовозгорания веществ и материалов // Материалы Международного симпозиума «Комплексная безопасность России — исследования, управление, опыт», ВВЦ Москва 26-28 мая 2004 г. -М.: 2004.-с. 81-82.

7. Корольченхо И А., Казаков А.В. Условия очагового самовозгорания материалов // Материалы Международного симпозиума «Комплексная безопас-

НЬ?Ь2004СШс~83^4едОВаННЯ'уПраВЛеНИе'0ПЫТ1>'ВВЦ Москва 26-28 мая 2004 г.

8. Корольченко И А., Горшков В .И., Соколов Д.Н, Казаков АЗ., Лар-ченко Д.Ю. Условия теплового самовозгорания отложений материалов // Материалы ХШ Симпозиума по горению и взрыву, Черноголовка. 2005.15 с.

9. Корольченко ИА., Горшков В.И., Казаков АЗ., Соколов ДЛ Тепловое самовозгорание отложений материалов на поверхности оборудования // Пожарная безопасность. 2006. Ш. -С. 16-23.

10. Казаков А.В. Экспериментальное изучение условий очагового самовозгорания // Пожарная безопасность. 2006. >Га4. - С. 91-94.

Ц. Методика обеспечения пожарной безопасности перевозки самовозгорающихся грузов. - М.: ВНИИПО. - 20061 - 28с.

Подписано в печать 16.10.06г. Формат 60*84/1 б. Печать офсетная. Усл. Печ. л. 1,63. Уч.-изд, л. 1.43. Т.-80 экз. Заказ № {<¡0

Типографа« ВНИИПО МЧС Россов 143903, Московская о&ч г- Балашиха, мжр. ВНИИПО, д. 12

1 24

Введение.

Глава 1. Анализ существующих методов решения задачи очагового самовоспламенения.

1.1. Математическая постановка задачи.

1.2. Критические условии для очага разогрева (решения задачи Мержановым и Томасом).

1.3. Нахождение критических условий воспламенения очага методом асимптотического анализа.

1.4. Применение метода приближенной оценки отдельных членов уравнения теплового состояния реагирующей системы.

Глава 2. Аналитическое исследование условий очагового самовозгорания веществ и материалов.

2.1. Нахождение критических условий самовозгорания очага разогрева.

2.1.1. Критические условия для плоскопараллельного очага.

2.1.2. Критические условия для сферы.

2.1.3. Критические условия для цилиндра.

2.1.4. Критические условия для скоплений в форме куба и прямоугольного бруса.

2.2. Нахождение времени индукции.

Глава 3. Экспериментальное определение характеристик, влияющих на условия самовозгорания материалов.

3.1. Теплофизические параметры.

3.1.1. Определение температуропроводности материалов.

3 Л .2. Определение коэффициента теплопроводности и теплоемкости татериалов.

3.2. Удельное тепловыделение образцов при определении условий теплового самовозгорания.

Глава 4. Экспериментальное изучение условий очагового самовозгорания веществ и материалов.

4.1. Методика эксперимента.

4.2. Результаты экспериментальных исследований.

4.3. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными.

4.2. Пример использования методики определения критических условий очагового самовозгорания при решении практических задач.

Выводы.

Диссертационная работа посвящена разработке метода определения критических условий очагового самовозгорания твердых органических материалов, для предотвращения возникновения пожара на хозяйственных объектах. К таким объектам: относятся транспортное хозяйство, участки компактного хранения материалов, технологическое оборудование при возможности образования отложений самовозгорающихся веществ, зоны природного скопления торфяных отложений.

За 1990-1995 гг. в промышленных и сельскохозяйственных производственных помещениях происходило ежегодно 15-20 тысяч пожаров, 36 % которых начинались в технологической аппаратуре (450-1200 пожаров в год). Часть этих пожаров вполне могла возникнуть по причинам самовозгорания. Вне зданий пожары в результате самовозгорания могли развиваться на участках хранения материалов (200-1500 пожаров в год), в караванах торфа (от 10 до 54 пожаров в год или в среднем 27 пожаров ежегодно), на торфополях (от 1 до 46 пожаров в год за 1990-1995 гг. или в среднем 13 пожаров ежегодно).

С 1995 г. статистикой учитываются пожары, произошедшие непосредственно по причине самовозгорания. По этим данным подобных пожаров в 1995-2006 гг. происходило 1-2 тысячи за год. Количество пожаров из-за самовозгорания веществ и материалов на городских объектах и в сельской местности приблизительно сопоставимо. В результате этих пожаров ежегодно гибнет от 5 до 12 человек. От 42 до 127 (93 в среднем) пожаров в результате самовозгорания происходит ежегодно на транспорте.

В период 1990-2006 гг. самовозгорание становилось причиной 1,38 крупного пожара (с существенным материальным ущербом) в среднем за год. В стране также происходит от 18 до 37 тысяч лесных пожаров каждый год, некоторые из них могли развиваться из-за сезонного самовозгорания торфяных отложений. В работе проведен анализ статистических данных по пожарам, возникшим в результате самовозгорания веществ и материалов за период с 1995 по 2005 гг.(см. приложении 1).

Основные черты механизма самовозгорания твердых дисперсных и волокнистых материалов заключаются в следующем. Многие горючие вещества интенсивно окисляются на воздухе при сравнительно низкой температуре. При окислении происходит рост температуры вещества. Увеличение температуры приводит к росту скорости реакции и дальнейшему самопроизвольному разогреву. При определенных условиях скорость выделения тепла реакции окисления горючих веществ может превышать скорость потерь тепла, что приводит к непрерывному увеличению температуры вещества и его самовоспламенению. В этом случае для воспламенения вещества не требуется внешнего источника зажигания, вещество воспламеняется под действием тепла химической реакции окисления. Такое явление применительно к твердым сыпучим или волокнистым материалам называют самовозгоранием, и оно характерно для многих технологических процессов, связанных с хранением и переработкой твердых горючих дисперсных материалов.

Самопроизвольный разогрев веществ и материалов чаще всего происходит при неравномерном распределении температур в объеме, что обусловлено разными условиями теплообмена каждой его точки с окружающей средой. В объеме вещества появляются отдельные участки с максимальной температурой. Первоначально самовозгорание возникает в наиболее горячих точках, впоследствии горение распространяется по всей массе вещества.

Если для воспламенения от источника зажигания объем горючей смеси не имеет большого значения, то для самовозгорания он играет определяющую роль. В технологических процессах, в которых участвуют небольшие массы твердых веществ, самовозгорание происходит на стадиях их тепловой обработки. С ростом объема единичных агрегатов, в которых перерабатываются значительные массы вещества, самовозгорание происходит при более низких температурах. Если при складировании и транспортировании сыпучих материалов в буртах, штабелях, тюках или насыпью их размеры превышают некоторые критические значения, то самовозгорание может наблюдаться при обычных температурах атмосферного воздуха.

Предметом теории самовозгорания является описание поведения твердых дисперсных горючих материалов при наличии сильно экзотермических реакций. Здесь необходимо различать явления, связанные с инициированием в системе объемной (самовоспламенение) или поверхностной (зажигание) реакции. Несмотря на качественные различия, оба случая описываются в рамках тепловой теории, заложенной в 30-х годах прошлого столетия работами H.H. Семенова, Я.Б. Зельдовича, О.М. Тодеса и Д.А. Франк-Каменецкого. Современная теория теплового самовоспламенения, в развитие которой большой вклад внесен А.Г. Мержановым, Ф.И. Дубовицким, А.П. Алдушиным, С.И. Худяевым и др., разрабатывалась на основе совместного рассмотрения уравнений теплопереноса и химической кинетики. Сам факт воспламенения рассматривался, исходя из баланса между тепловыделением в зоне химической реакции и теплоотводом в окружающую среду.

Явление самовоспламенения, практически параллельно с отечественными исследователями, изучалось целым рядом зарубежных ученых. Нельзя недооценить вклад в развитие этого направления науки Томаса (P.L. Thomas), Бауса (P.C. Bowes), Энига ( I. W Enig), Грэя (P. Gray), Харпера (M.J. Harper), Ли (P.R. Lee), Доналдсона (A.B. Donaldson), Харди (Н. С. Hardee), Фридмана (М.Н. Friedman) и др.

Экспериментальные работы по исследованию процессов самовозгорания при хранении и транспортировке горючих материалов в нашей стране были инициированы С.И. Таубкиным и А.Н. Баратовым и в дальнейшем продолжены и развиты Я.С. Киселевым. Проблеме самовозгорания веществ и материалов в различных отраслях хозяйства посвящено большое количество работ [1-35].

Процессы очагового самовозгорания материалов могут происходить на хозяйственных объектах с применением термообработки веществ и изделий, на участках хранения, при транспортировании материалов. Это возможно, например, когда процессы окисления могут начинаться при температурах технологической термообработки, после которой нагретый материал складывается в кучу или штабель. Отвод выделяемого тепла при этом ухудшается, что может приводить к возгоранию. Предварительный прогрев материала до начала термоокислительных процессов может происходить также в результате жизнедеятельности микрофлоры, других экзотермических реакций, контакта материала с нагретой аппаратурой и т. п.

В.В. Барзыкин с сотрудниками получил интерполяционные формулы для определения критических условий теплового взрыва при инертном очаге нагрева горючей смеси. Мержанов, Барзыкин и В.Т. Гонтковская предложили ряд численных решений задачи очагового теплового взрыва для пластины, бесконечного цилиндра, сферы. Решение задачи для сферы получил Томас.

Ни в трудах исследователей, изучавших фундаментальные закономерности процессов самовозгорания и горения, ни в работах ученых, занимающихся прикладными исследованиями, не рассмотрены в достаточной мере вопросы, возникающие при осуществлении технологического процесса хранения и переработке насыпей материалов промышленных размеров, для которых характерно наличие предварительного нагрева.

Существующие методы экспериментального исследования склонности дисперсных материалов к тепловому самовозгоранию не позволяют определить критические условия очагового самовозгорания применительно к производственным масштабам. Не существует на сегодняшний день и методики приближенной оценки критических условий самовозгорания веществ и материалов после термической обработки в производственных процессах, при складировании и транспортировке.

Определение критической начальной температуры, ниже которой выгруженный материал будет спокойно охлаждаться, а выше - непрерывно увеличивать свою температуру до момента самовозгорания позволит существенно сократить количество пожаров на производственных объектах.

Целью настоящей работы является исследование закономерностей очагового самовозгорания твердых сыпучих и волокнистых материалов, а также разработка метода расчета критических условий очагового самовозгорания для предотвращения возникновения пожара на хозяйственных объектах.

Для достижения указанной цели ставятся и решаются следующие задачи:

- экспериментально определить кинетические характеристики процесса окисления исследуемых материалов;

- разработать методику и экспериментально определить условия очагового самовозгорания веществ;

- провести теоретические исследования для поиска приближенных решений, определяющих критические условия очагового самовозгорания;

- апробировать разработанные методики определения условий самовозгорания предварительно прогретых материалов на примере практической задачи.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- решена задача расчета условий самовозгорания плоскопараллельного, цилиндрического, сферического очагов при остывании в нереакционноспособной среде, отличающаяся от классических постановок соответствующими граничными условиями, и получены новые интерполяционные выражения для определения критических значений параметра Франк-Каменецкого;

- на основании анализа решений Томаса получены новые интерполяционные выражения для расчета критических условий очагового самовозгорания куба и параллелепипеда, характеризующие остывание в нереакционноспособной среде;

- разработана методика экспериментального определения условий очагового самовозгорания материалов, отличающаяся тем, что образцы различного размера предварительно прогреваются выше температуры окружающей среды, а эксперименты по остыванию очага выполняются на открытом воздухе и в низкотемпературном шкафу;

- впервые получено выражение для расчета периода индукции для очагового самовозгорания скопления материала, учитывающее неадиабатичность стадии остывания вещества;

- разработана методика расчета условий очагового самовозгорания материалов, позволяющая обосновывать профилактические мероприятия для противопожарной защиты объектов, на которых возможен прогрев материала выше температуры окружающей среды.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке:

- технических условий безопасного использования торфяного мха (заказчик ООО «Био Экология»)

- лабораторных установок ВНИИПО для определения коэффициента теплопроводности и температуропроводности сыпучих материалов;

- компьютерной программы для численного расчета условий очагового самовозгорания;

- разработке методики экспериментального определения и расчета условий очагового самовозгорания материалов;

- создания лабораторного стенда для определения условий очагового самовозгорания материалов.

Материалы диссертации докладывались на следующих научно-технических конференциях:

XVI Научно-практическая конференция "Крупные пожары: предупреждение и тушение" (ВНИИПО 30-31 октября 2001 г.);

Международный симпозиум "Комплексная безопасность России -исследования, управление, опыт" (ВВЦ 29-30 мая 2002 г.);

XVII Международная научно-практической конференция "Пожары и окружающая среда" (ВНИИПО 21 июня 2002 г.);

Международная конференция «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (30.06-5.07.2003 г. -Красноярск);

XVIII научно-практическая конференция "Снижение риска гибели людей при пожарах" (ВНИИПО 28-29 октября 2003 г.);

Международный симпозиум «Комплексная безопасность России -исследования, управление, опыт» (ВВЦ Москва 26-28 мая 2004 г.);

Международная конференция «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (г. Горно-Алтайск 4-9 июля 2004 г.);

XIII Симпозиум по горению и взрыву (ИПХФ РАН, г. Черноголовка 7-11 февраля 2005 г.).

По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

На защиту выносятся следующие положения:

- численные и приближенные решения задачи об очаговом самовозгорании пластины, сферы и цилиндра;

- метод и результаты расчета условий очагового самовозгорания для реальных скоплений сыпучих материалов по соотношениям, учитывающим степень предварительного прогрева материала и условия теплообмена;

- метод и результаты расчета периода индукции до самовозгорания скопления материала, прошедшего предварительную термическую обработку;

- методика и результаты лабораторного определения теплофизических параметров сыпучих материалов (теплоемкости, температуропроводности);

- метод и результаты экспериментального определения условий очагового самовозгорания образцов материалов в лаборатории (критические температуры предварительного прогрева материала для заданной температуры окружающей среды, период индукции до самовозгорания).

ВЫВОДЫ

1. Создан экспериментальный стенд и разработана методика экспериментального определения условий очагового самовозгорания материалов.

2. Разработана компьютерная программа для численного расчета критических условий очагового самовозгорания.

3. Получены приближенные выражения по определению критических условий для очагов, имеющих форму плоскопараллельной пластины, цилиндра, сферы, куба и прямоугольного бруса. Значения, полученные по данным выражениям, отличаются от численных решений не более, чем на 10 %.

4. Впервые получено выражение для определения критического температурного напора в центре очага, соответствующего началу самовозгорания материала.

5. Впервые получено выражение для определения времени индукции при очаговом самовозгорании материалов с учетом неадиабатичности процесса.

6. Расчет по найденным выражениям удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными.

8. В подтверждение отмечавшимся случаям самовозгорания на объектах деревообрабатывающих производств показано, что штабель высушенных ДВП может самовозгораться в течение одной рабочей смены.

1. Корольченко А .Я., Вогман Л.П. Обеспечение пожаровзрывобезопасно-сти предприятий по хранению и переработке зерна при самосогревании и самовозгорании зернового и комбикормового сырья. Обзорная информация. -М: ЦНИИТЭИ, 1991.24 с.

2. Семенов Л.И., Теслер Л.А. взрывобезопасность элеваторов, мукомольных и комбикормовых заводов. М.: ВО "Агропромиздат", 1991. 367 с.

3. Вогман Л.П., Горшков В.И., Дегтярев А.Г. Пожарная безопасность элеваторов. -М.: Стройиздат, 1992.

4. Вогман Л.П., Мельников А.Н. Предупреждение самовозгорания зерна. // Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность, № 8, 1987. С. 18-19.

5. Тидеман Б.Г., Сциборский Д.Б. Химия горения. ГОСТРАНСИЗДАТ, 1935.355 с.

6. Померанцев В.В., Шагалова С.Л., Резник В.А., Кушнаренко В.В. Самовозгорание и взрывы пыли натуральных топлив. Л.: Энергия. Ленингр. Отд-ние, 1978. 144 с.

7. Веселовский B.C., Алексеева Н.Д., Виноградова Л.П., Орлеанская Г.Л., Терпогосова Е.А. Самовозгорание промышленных материалов. М.: Издательство «Наука», 1964. 245 с.

8. Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность процессов сушки. М.: Стройиздат, 1987. 154 с.

9. Корольченко А.Я. Пожаровзрыоопасность промышленных пылей. М.: Химия, 1986.213 с.

10. Норка З.М., Битюцкий В.К., Новикова Л.В., Чайка Л.Н. Самовозгорание мелкодисперсных продуктов и меры борьбы с ним. // Обзорная информация. Серия "Техника безопасности". М.: НИИТЭХИМ, 1986. 28 с.

11. Кольцов К.С., Попов Б.Т. Самовозгорание твердых веществ и материалов и его профилактика. М.: Химия, 1978. 160 с.

12. John Е. Au overvin grein dust explosions. // "Fire Eng" 1983, vol. 136, № 5.-p. 23-25.

13. Корнилов A.B., Киселев Я.С. Динамика самовозгорания кормовой рыбной муки при транспортировке и хранении. // Рыбное хозяйство. Сер. Механизация перегрузочных работ. Эксплуатация портов. Экспресс-информация. М.: ВНИЭХР, 1990. Вып. 7. С. 8-15

14. Корнилов A.B., Киселев Я.С., Киселев В.Я. Роль диффузии кислорода окружающего воздуха при самовозгорании дисперсных органических материалов. // Опасные факторы пожара и противопожарная защита. Сборник трудов. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1989. С. 3-7.

15. Киселев Я.С., Киселев В.Я., Поляков Ю.А., Шварцман Н.А. Профилактика самовозгорания комбикормов и компонентов. // Комбикормовая промышленность. 1988. № 1. С. 38-39.

16. Кольцов К.С., Попов Б.Г., Колот В.В. Исследование теплового самовозгорания твердого дисперсного материала. // Проблемы охраны труда. Тезисы докладов V научной конференции. Рубежное. 1986. С. 384-385.

17. Путимцев И.И., Вогман Л.П., Жолобов В.И., Хоменко М.С. Метод исследования самонагревания растительных материалов. М.: ВНИИПО МВД СССР. Пожарная профилактика. Сб. научных трудов. 1986. С. 24-29.

18. Кольцов К.С., Колот В.В. Исследование теплового самовозгорания сухого лекарственного сырья. М.: "Химико-фармацевтический журнал", № 12, 1988. С. 1493-1497.

19. Петров А.П., Хоменко М.С. Самовозгорание хлопкового шрота. IX Всесоюзная научно-практическая конференция. Проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов народного хозяйства. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1988. С. 24-25.

20. Киселев Я.С. К вопросу о существовании нижнего температурного предела при тепловом самовозгорании твердых материалов и способах его определения. // Научные труды Омского сельскохозяйственного института им. С.М. Кирова, т. 74. Томск: 1970. С. 36-40.

21. Сапрыкин Г.П., Киселев Я.С. Влияние дисперсности и насыпной плотности сухих молочных продуктов на активность самовозгорания. // Научные труды Омского сельскохозяйственного института им. С.М. Кирова, т. 82. -Томск: 1971. С. 19-23.

22. Сапрыкин Г.П., Киселев Я.С. Две фазы при самовозгорании сухих молочных продуктов. // Научные труды Омского сельскохозяйственного института им. С.М. Кирова, т. 74. Томск: 1971. С. 18-30.

23. Киселев Я.С., Удилов В.П. Критическая температура самовозгорания торфа Тарманского месторождения. // Торфяная промышленность. № 9, 1985. С. 23-30.

24. Бритиков A.M. Пути защиты комбикормового сырья от самосогревания. // Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность. №11, 1985. С. 25.

25. Уколов B.C. Влияние влажности и температуры зерна на интенсивность тепловых выделений зерновой массы. // мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность, № 7, 1974. С. 32.

26. Вогман Л.П., Дегтярев А.Г., Шульга А.Н. Температурные поля в насыпи травяной муки. // Пожарная безопасность промышленных объектов. Сб. трудов. М.: ВНИИПО, 1991. С. 69-74.

27. Вогман Л.П., Путимцев И.И., Колосов В.А., Зуйков В.А. // Окислительно-восстановительный механизм самовозгорания материалов растительного происхождения. Сб. научных трудов. М.: ВНИИПО, 1989. С. 91-96.

28. Зашквара В.Г. Борьба с окислением и самовозгоранием коксующихся углей. // «Сталь», 1952.характеристика и методы опознавания. М.: Углетехиздат, 1956.

29. Мержанов А.Г., Дубовицкий Ф.И. Современное состояние теории теплового взрыва. // Успехи химии. 1966. Т. 35, вып. 4. С. 656- 683.

30. Bowes Р. С. Self-heating: evaluating and controlling the hazards. London. 1984. 500p.

31. Семенов H.H. Цепные реакции. 2-е изд. М.: Наука, 1986.

32. V 39. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. 3-е изд. М.: Наука, 1987.

33. Merzhanov A.G., Abramov V.G. // Propellants and Explosives. 1981. V.6. P. 130.

34. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: наука, 1980.

35. Исаев С.И., Кожинов И.А. и др. "Теория тепломассообмена". Под ред. А.И.Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979. 495 с.

36. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. М.: «Энергия», 1969.439 с.

37. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: «Энергия», 1977.344 с.

38. Moffat R.G., Kays W.M., Int J. Heat and Mass Transfer. 1968, V. 11, №10.

39. Григорьев Ю.М. Тепловой взрыв. В сб. "Тепломассообмен в процессахгорения". Под ред. А.Г.Мержанова. Черноголовка. ОИХФ АН СССР. 1980. С.3-16.

40. Мержанов А.Г. Неизотермические методы в химической кинетике. // Физика горения и взрыва. 1973. Т.9, №1. С.4-36.

41. Алдушин А.П., Блошенко В.Н., Сеплярский Б.С. О воспламенении частиц металлов при логарифмическом законе окисления // Физика горения и взрыв. 1973. №4. С.489-496.

42. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М: Наука. 1970. 720 с.

43. Семенов Н.Н. Цепные реакции. Л.:Госхимиздат,1934.555с.

44. Семенов Н.Н. К теории процессов горения. Сообщ.1- Журн. Рус. физ.-хим. о-ва. 1928. Т. 60, № 3. С.247-250.

45. Мержанов А.Г., Барзыкин В.В., Гонтковская В.Т. Задача об очаговом тепловом взрыве. // ДАН СССР. 1963. Т. 148, №2. С. 380-383.

46. Merzhanov A.G. On critical conditions of thermal explosion of a hot spot // Combust, and Flame. 1966. V. 10. № 4. P. 341-348.

47. Thomas P.H. An approximate theory of «hot spot» criticality // Combust, and flame. 1973. Vol. 21, № l.-P. 99-109.

48. Thomas P.H. A comparison of some hot spot theories // Combust, and flame. 1965. Vol. 9, №4. -P. 369-372.

49. Friedman M.H. A generalized thermal explosion criterion exposition and illustrative applications // Combust, and flame. 1967. Vol. 11, № 3. P. 239-246.

50. Friedman M.H. A generalized thermal explosion criterion. Application to initiation by imbedded wires // Combust, and flame. 1969. Vol. 13, № 6. P. 567576.

51. Буркина P.С., Вилюнов B.H. О возбуждении химической реакции в «горячей точке» // Физика горения и взрыва. 1980. Т. 16, № 4. С. 75-79.

52. Сеплярский Б.С., Афанасьев С.Ю. Анализ нестационарной картины воспламенения очага разогрева // Физика горения и взрыва. 1989. Т. 25, № 6. С. 9-13.

53. Франк Каменецкий Д.А. Распределение температур в реакционном сосуде и стационарная теория теплового взрыва // ЖФХ. 1939. Т.13, вып. 6. С. 738-755.

54. Zaturska М.В.//Combust, and Flame. 1974. V. 23. №3. Р.313.

55. Zaturska М.В.//Combust, and Flame. 1975. V. 25. №1. P.25.

56. Ананьев A.B., Земских В.И., Лейпунский О.И. О тепловом воспламенении системы горячих очагов // Физика горения и взрыва. 1983. Т. 19, № 4. С. 49-52.

57. Сеплярский Б.С., Афанасьев С.Ю., Амосов А.П. Расчет критических условий воспламенения системы очагов разогрева // Физика горения и взрыва. 1990. Т. 26, №6. С. 16-20.

58. Князева А.Г., Буркина P.C., Вилюнов В.Н. Особенности очагового теплового воспламенения при различных начальных распределениях температуры // Физика горения и взрыва. 1988. Т. 24, № 3. С. 45-47.

59. Буркина P.C., Буркин В.В. Воспламенение системы очагов разогрева при наличии теплоотдачи на боковой поверхности // Физика горения и взрыва. 2000. Т.36, № 2. С. 17-21.

60. Лыков A.B. Теплопроводность нестационарных процессов. М-Л.: Госэнергоиздат, 1948, 232 с.

61. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. -487 с.

62. Микрюков В.Е. Теплопроводность и электропроводность металлов и сплавов. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1959. 213 с.

63. Чиркин B.C. Теплопроводность промышленных материалов. М.: маш-гиз, 1957.

64. Горшков В.И. Самовозгорание веществ и материалов. М.: ВНИИПО, 2003.-446 с.

65. Boddington Т. 9-th Symp. on Comb. Acad. Press, New York -London, 1963.

66. Лыков A.B. Теория теплопроводности. M.: Высшая школа, 1967. 493 с.

67. Лыков A.B. Тепломассообмен: (Справочник). 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1978.-480 с.

68. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. М.: ГИТТЛ, Гостехиз-дат, 1954.-408 с.

69. Шорин С.Н. Теплопередача. М.: «Высшая школа», 1964. 489 с.

70. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.-Л., Госэнергоиздат, 1956. 392 с.

71. Кондратьев Г.М. Тепловые измерения. М.: Машгиз, 1957. 244 с.

72. Кауфман Б.Н. Теплопроводность строительных материалов. М.: Госиздат по строительству и архитектуре, 1955.

73. Корольченко И.А., Казаков A.B. Изучение условий экспериментального определения температуропроводности материалов. // Пожарная безопасность. 2004, № 3.

74. Кухтин A.C. Определение коэффициента теплоотдачи образцов для экспериментальных исследований условий теплового самовозгорания. // По-жаровзрывобезопасность. 2004, т. 13, № 1. С. 15-19

75. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. -М.: Энергия.- 1969.-392 с.

76. Пластунов Е.С., Буравой С.Е., Курепин В.В., Петров Г.С. Теплофизиче-ские измерения и приборы Л.: Машиностроение. - 1986. - 256 с.

77. Корольченко И.А., Кухтин A.C., Крылов В.Л., Казаков A.B. Экспериментальное определение температуропроводности материалов // Пожаровзрыв-зрывобезопасность, 2004, N 4. с. 36-38.

78. Корольченко И.А., Казаков A.B., Кухтин A.C. Крылов В.Л. Изучение условий экспериментального определения температуропроводности материалов // Пожарная безопасность. 2004. №3. С. 60-63.

79. Корольченко И.А., Кухтин A.C., Казаков A.B. Теплофизические параметры некоторых самовозгорающихся материалов // Материалы международной конференции "Сопряженные задачи механики, информатики и экологии". -Томск, 2004. С. 129-130.

80. Чудновский А. Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматгиз. - 1962. - 456 с.

81. Кондратьев Г.М. Определение термических констант. Труды Ленинградского института точной механики и оптики. Т. 1, вып. 4, 1940.

82. Филиппов Л.П. Измерение теплофизических свойств веществ. М.: Энергоатомиздат, 1984.

83. Петухов B.C. Опытное изучение процессов теплопередачи. Госэнергоиз-дат, 1952.

84. Вогман Л.П. Пожаровзрывобезопасность процессов хранения сельскохозяйственной продукции: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: 1993. - 461 с.

85. Подовинников AT. Предупреждение самовозгорания дисперсных органических материалов при их транспортировании и хранении путем оперативного определения кинетических параметров: Автореф. дис. .канд. техн. наук.-М.: 1989.

86. Абрамова Л.Т., Абрамов В.Г., Мержанов А.Г. Кинетика термического разложения и тепловой взрыв муки // ЖФХ, 1969, т. 18, № 5. с. 1163-1167.

87. Грива В.А., Розенбанд В.И. Термографическое исследование кинетики окисления циркония в воздухе // ФГВ, 1978, т. 14, № 2.-е. 115-118.

88. Корольченко И.А. Удельное тепловыделение образцов при определении условий теплового самовозгорания //Пожарная безопасность. 2004, № 5. С. 5559.

89. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

90. Методика определения условий теплового самовозгорания веществ и материалов. Ivl: ВШИЛО, 2004. - 67 с.

91. Корольченко И.А., Горшков В.И., Соколов Д.Н., Казаков A.B., Ларченко Д.Ю. Условия теплового самовозгорания отложений материалов // Материалы XIII Симпозиума по горению и взрыву, Черноголовка. 2005. 15 с.

92. Корольченко И.А., Горшков В.И., Казаков A.B., Соколов Д.Н. Тепловое самовозгорание отложений материалов на поверхности оборудования // Пожарная безопасность. 2006. №1. С. 16-23.

93. Корольченко И.А., Казаков A.B. Условия очагового самовозгорания материалов // Материалы Международного симпозиума «Комплексная безопасность России исследования, управление, опыт», ВВЦ Москва 26-28 мая 2004 г. - М.: 2004. - с. 83-84.

94. Казаков A.B. Экспериментальное изучение условий очагового самовозгорания // Пожарная безопасность. 2006. №4. С. 91-94.

95. Кельберт Д.Л. Предупреждение пожаров в хлопкоочистительной промышленности. М.: Легкая индустрия. - 1973. - 158 с.

96. Таубкин С.И., Таубкин И.С. Пожаро- и взрывоопасность пылевидных материалов и технологических процессов их перевозки. М.: Химия. - 1976. - 264 с.

97. Крестинин A.B., Перегудов Н.И., Самойленко Н.Г., Манелис Г.Б. Возникновение очага самосогревания при хранении зерна // Химическая физика. 2002, том 21, № 12, с. 54-65.

98. Кривачев И.Т. Противопожарные мероприятия при сушке и очистке хлопка-сырца. М.: Минкоммунхоз. - 1960. - 136 с.

99. Трисвятский Л.П. Хранение зерна. М.: Агропромиздат. - 1986. - 352 с.25001. Я1Щфсо о о.со *о с