Разработка принципов построения и создание судовых средств измерения напряженности электростатического поля аэрозольных сред тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.05, кандидат технических наук Линов, Александр Михайлович

• Линов, Александр Михайлович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Линов, Александр Михайлович

Введение

Глава I. О состоянии вопроса. Особенности измерения напряженности электростатического поля в судовых танках

1.1. Исследование характеристик среды в судовом танке.

1.2. Обзор способов построения средств измерения напряженности электростатического поля

1.3. Требования к судовым средствам измерения напряженности электростатического поля

Выводы по главе I.

Глава 2. Исследование влияния среды на измеритель напряженности электростатического поля в судовом танке

2.1. Расчет режимов работы электростатического генератора для измерителя напряженности электростатического поля

2.2. Исследование источников погрешностей при измерении напряженности электростатического поля в судовых танках.

2.2.1. Источники погрешностей

2.2.2. Влияние изменения относительной диэлектрической проницаемости среды

2.2.3. Влияние потоков заряженного аэрозоля

2.2.4. Влияние токов коронного разряда

2.2.5. Влияние изменения частоты модуляции, сопротивления изоляции, контактной разности потенциалов, температуры

Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка судовых средств измерения напряженности электростатического поля

3.1. Измеритель напряженности электростатического поля с дополнительным каналом автокалибровки.

3.1.1. Теоретический анализ

3.1.2. Описание конструкции измерителя с дополнительным каналом автокалибровки.

3.1.3. Экспериментальное исследование измерителя с дополнительным каналом автокалибровки

3.1.4. Погрешность измерителя с дополнительным каналом автокалибровки.

3.2. Измеритель напряженности электростатического поля с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор

3.2.1. Теоретический анализ

3.2.2. Описание конструкции измерителя с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор

3.2.3. Экспериментальное исследование измерителя с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор

3.2.4. Погрешность измерителя напряженности электростатического поля с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор

3.3. Измеритель с отрицательной обратной связью через конденсатор. Теоретический анализ

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка принципов построения и создание судовых средств измерения напряженности электростатического поля аэрозольных сред»

Во многих отраслях промышленности существуют технологические процессы, при которых происходит накопление зарядов статического электричества, что может не только отрицательно влиять на сам технологический процесс, но и быть причиной взрыва и пожара даже с человеческими жертвами и большими материальными потерями. К таким отраслям промышленности относятся химическая, нефтяная, газовая, целлюлозно-бумажная, текстильная, авиационная, пищевая, угольная, электронная, полиграфическая и т.д.

Учитывая важность решения проблем защиты от вредного влияния статического электричества ГК НТ СССР и Президиум ЩСПС приняли постановление № 247/11 п.5 от 30.05.73 г. "0 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах в области разработки методов и средств защиты от статического электричества". Особо важной проблемой является защита танкеров от опасного влияния статического электричества.

При эксплуатации нефтеналивных судов после откачки нефти стенки судового танка и другие части покрыты слоем нефтепарафиновой смеси, составляющей 0,3$ груза /I, 3/. Согласно ГОСТ 1510-71 остаток груза (донные отложения) может достигать 2% грузоподъемности судна, что для танкера дедвейтом, например, 100 тыс.тонн может составлять 2 тыс.тонн. За несколько рейсов донные отложения могут заполнить объем от днища до верхней кромки холостных шпангоутов /3/.

Удельный вес донных отложений значительно выше, чем перевозимого топлива /4/, что объясняется старением нефтеостатков -накоплением в них более тяжелых компонентов: асфальтенов, кар-бенов, карбидов. Кроме того, удельный вес увеличивается за счет механических примесей: ржавчины, глины и за счет значительной обводненности остатков. Все это значительно затрудняет процесс удаления донных отложений и дальнейшее их использование.

Для повышения эффективности перевозок и грузооборота нефтепродуктов, а также перед сменой нефтегруза и перед переходом на другой тип груза, например на пищевые продукты, производится мойка судовых танков.

Мойка судовых танков осуществляется с помощью водяных пушек-гидромониторов холодной или подогретой до +85° С забортной водой чистой или с добавлением различных моющих препаратов /5/. Давление моющей жидкости до 12 кг/смрасход - до 200 м3 в час.

Как известно, разбрызгивание жидкости сопровождается появлением заряда на образующихся частицах /б, 7/. В результате работы гидромонитора, из-за разбрызгивания и разбивания струи о стенки танка образуется взрывоопасная высокозаряженная аэрозольная среда, содержащая аэрозольные частицы нефтепродуктов и воды, а также пары воды и пары нефтепродуктов. При возникновении в такой среде электрического разряда достаточной энергии может произойти взрыв и пожар /8/.

Источниками, вызывающими воспламенение среды в условиях гидромониторной мойки при высокой степени заряженности среды,могут являться:

- разряды с различных концентраторов поля - выступающих частей судового набора;

- разряды с незаземленных проводящих тел, опускаемых в танк, -незаземленных переносных моечных машинок, измерительных щупов, мокрых канатов и т.д.;

- разряды, возникающие от удара падающих металлических предметов, элементов судового набора, инструмента о другой металлический предмет - днище или стенку танка;

- разряды с падающих изолированных компактных масс воды -слагов. .

С точки зрения накопления зарядов статического электричества опасной является также перекачка нефтегруза. В этом случае нефтепродукт, обладающий низкой электропроводностью, заряжается при движении по трубопроводам. Причем, чем выше скорость движения жидкости, тем выше заряд. При этом в танке могут возникать электрические разряды с поверхности нефтепродукта на стенки танка. Поскольку при перекачке нефтегруза в атмосфере танка присутствуют пары нефтепродуктов, разряды могут также вызвать взрыв и пожар на судне.

Развитие отечественного крупнотоннажного нефтеналивного флота, появление высокопроизводительного моечного оборудования, применение моющих химических препаратов и целый ряд других специфических факторов привели к увеличению риска возникновения взрывов и пожаров на танкерах при проведении технологических операций с топливом, особенно при проведении гидромониторной мойки судовых танков. Это подтверждается многочисленными данными о взрывах и пожарах во время перекачки нефтегруза и мойки зарубежных танкеров, наиболее вероятной причиной которых, по мнению большинства исследователей /I/, были разряды статического электричества. Особое место среди них занимают взрывы на трех зарубежных супертанкерах, которые имели место в декабре 1969 года /I/. В течение 16 дней при мойке грузовых танков произошли взрывы на танкерах " Mazpes$a " Madia., " и "Kong Иаасол VII " дедвейтом более 2р0 тыс.тонн каждый, в результате которых одно, судно, погибло, а два других получили -очень, большие повреждения. Стоимость ремонта составила 85 и 50 млн. шведских крон соответственно.

По решению Международной Палаты Судоходства /I/ и по Правилам Регистра СССР /9/ с целью снижения вероятности возникновения взрыва и пожара за счет снижения содержания кислорода свободное пространство внутри танков должно заполняться инертными газами от систем инертных газов (СИГ). Однако, как показывает анализ аварий, произошедших на зарубежных нефтеналивных судах /10, II, 12, 13/ Стабл.1), СИГ, установленная на судах, полностью не обеспечивает безопасность эксплуатации танкеров.

Как показывают исследования /15, 16, 17/, снижение вероятности возникновения взрыва и пожара, вызываемых разрядами статического электричества, может достигаться проведением технологических операции по специально разработанной технологии с применением специально разработанного оборудования (грузовых колодцев и насадок на сливные трубы, обеспечивающих налив нефтепродуктов в судовой танк без создания завихрений в потоке), специально разработанных антистатических моющих препаратов, обеспечивающих низкий уровень электризации аэрозольной среды при разбрызгивании. Однако, само по себе применение специального оборудования и специальной технологии не исключает возможность искрообразования от статического электричества при неисправностях оборудования, несоблюдении технологии, неправильно выбранной концентрации моющих препаратов. Поэтому для снижения вероятности взрыва и пожара нефтеналивное судно необходимо оборудовать системой электростатической защиты (СЭЗ). СЭЗ может представлять собой, например /17/, систему допускового контроля уровня электризации, состоящей из датчиков уровня электризации и сигнализирующего прибора. Датчики должны устанавливаться непосредственно в замываемый танк, а сиг-нализодющий прибор в посту управления грузовыми операциями, фи

Таблица I

Аварии зарубежных нефтеналивных судов в период 1979-198I годы, предполагаемой причиной которых явились разряды статического электричества при операциях по очистке танков

Наименование, дедвейт, тыс.т Наличие системы инертных газов Дата аварии ———— ——- -. ■ т Последствия аварии Источник информации

Танкер "Атлас Титан", 212, 7 есть 27 мая, 1979 г. Взрыв и пожар на судне, погибли 4 человека /Ю/

Танкер "Эмеджи Детер-минейшн", 321,2 есть Ноябрь 1979 г. Судно затонуло из-за взрыва в грузовых танках /II/

Танкер "Мария Але хандра", 239,6 есть 14 марта 1980 г. Судно затонуло из-за взрыва в грузовых танках, погибли 36 человек /10, 12/

Нефтерудовоз "Емания", 157,6 есть Г7 марта 1980 г. Взрыв, легкие повреждения /10/

Танкер "Алъбаха В", 239,4 нет 3 апреля 1980 г. Судно затонуло из-за взрыва в грузовых танках, погибли 6 человек /13/

Танкер "Блоссом", 239,4 нет январь 1981 г. Разрушения на судне из-за взрыва в грузовых танках, погиб I человек /14/ достижении уровня электризации критических значений сигнализирующий прибор (прибор контроля уровня электризации - ШСУ) вырабатывает звуковой и световой сигнал, в зависимости от уровня -"Внимание" или "Опасно", в результате чего автоматически или вручную должны приниматься меры, направленные на снижение уровня электризации,- изменение технологического процесса, изменение концентрации моющих препаратов и т.д.

Для изучения процессов электризации, для создания средств контроля и защиты от электростатической опасности при проведении опасных технологических процессов необходимы универсальные сред« ства измерений, дающие информацию о степени наэлектризованности среды в судовом танке, независимо от проводимого технологического процесса. Как показано в /18/, измерители степени наэлектризованности среды в судовых танках должны быть основаны на измерении напряженности электростатического поля. Цри этом первичный измерительный преобразователь (ПИП) должен устанавливаться вблизи подволока на одном уровне с выступающими элементами корпусного набора (ребрами жесткости) (рис Л), так как если ПИП будет сильно выступать за корпусной набор, он сможет стать концентратором электрического поля, что может привести, как показано в /I/, к электрическому разряду. В этом случае будет производиться измерение нормальной составляющей вектора напряженности электростатического поля к поверхности стенки (подволока) танка, по результатам которого с помощью расчетных методик /17/ определяется степень опасности проводимых технологических операций на танкере. При необходимости, зная напряженность электростатического поля вблизи подволока танка, можно определять объемную плотность заряда среды /19, 20/.

Как показывает проведенный автором анализ способов измерения

Установка измерителя напряженности электростатического поля в судовом танке

COD □ □ □ □ пуго] ° i if У у

I - первичный измерительный преобразователь; 2 горловина для моечных машинок; 3 - элемент корпусного набора; 4 - гидромонитор; ПУГО - пост управления грузовыми операциями

Рис Л напряженности электростатического поля, в судовых условиях можно использовать лишь динамический способ измерения с использованием электростатического флюксметра ротационного типа, первичный измерительный преобразователь которого представляет собой электростатический генератор, осуществляющий преобразование потока вектора напряженности измеряемого электростатического поля в переменный электрический сигнал /18/.

Разработкой приборов для измерения важнейшего параметра электростатического поля - напряженности занимаются многие организации различных министерств и ведомств. Однако, взрывобезопасных приборов для работы в судовых условиях при проведении гидромониторной мойки до сих пор не существует'.

Таким образом, задачей диссертационной работы является разработка принципов построения, создание и исследование средств измерения напряженности электростатического поля, предназначенных для работы в аэрозольной взрывоопасной среде, образующейся при гидромониторной мойке судовых танков.

Для решения поставленной задачи в первой главе на основе анализа литературных источников проведено исследование характеристик среды, возникающей при гадромониторной мойке судовых танков, проведен аналитический обзор известных способов построения измерителей напряженности электростатического поля с целью определения возможности их использования в судовых условиях. На основании проведенного анализа обоснована актуальность диссертационной работы.

Во второй главе проведено теоретическое исследование влияния среды на измеритель напряженности электростатического поля в судовом танке, для чего: на основании рассмотрения предельных режимов работы электростатического генератора (преобразователя напряженности измеряемого электростатического поля в переменный электрический сигнал) - короткого замыкания и холостого хода определена эквивалентная схема электростатического генератора и получены расчетные соотношения, связывающие сигнал в нагрузке электростатического генератора с напряженностью измеряемого поля. На основании выполненного анализа характеристик среды проведено теоретическое исследование источников погрешностей при работе в условиях гидромониторной мойки судовых танков.

В третьей главе предложены и рассмотрены три принципа построения судовых измерителей напряженности электростатического поля: с дополнительным каналом автокалибровки и с отрицательными обратными связями. Проведен теоретический анализ предложенных принципов построения. Рассмотрены конструкции и проведены экспериментальные исследования приборов с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор, с дополнительным каналом калибровки.

В заключении приведены данные о внедрении судовых средств измерения напряженности электростатического поля и об апробации результатов диссертационного исследования.

Основные положения, выносимые на защиту:

- теоретическое исследование влияния среды на измерение напряженности электростатического поля в судовом танке при гидромониторной мойке;

- новый метод расчета электростатического генератора ротационного типа - преобразователя напряженности электростатического поля в электрический сигнал;

- предлагаемые новые принципы построения судовых средств измерения с дополнительным каналом автокалибровки и с отрицательными обратными связями через дополнительный электростатический генератор и через конденсатор;

- теоретическое и экспериментальное исследование составляющих погрешности разработанных новых средств измерения.

Цроведенные исследования, создание судовых средств измерения напряженности электростатического поля позволяют определять степень опасности проводимых на нефтеналивных судах технологических операций с топливом, разрабатывать средства защиты от электростатической опасности - приборы СЭЗ, создавать и исследовать новые антистатические моющие препараты.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы измерения электрических и магнитных величин», Линов, Александр Михайлович

Выводы

Анализ предлагаемых автором принципов построения и экспериментальные исследования судовых измерителей напряженности электростатического поля показывают возможность работы в условиях гидромониторной мойки судовых танков!,

Для удобства сравнения и анализа качественные показатели предлагаемых приборов и измерителя для работы в неблагоприятных условиях Калахамской лаборатории /36/ сведены в табл.3.ГО. Данный прибор взят для сравнения, поскольку он является единственным из известных приборов, используемых для работы в условиях гидромониторной мойки судовых танков, в котором предприняты меры для контроля частоты оборотов приводного двигателя и сопротивления изоляции чувствительного электрода.

Сравнивая качественные показатели приборов, можно определить, что разработанные автором приборы превосходят по своим характеристикам прибор Калахамской лаборатории1^

Сравнивая между собой предлагаемые приборы, можно отметить, что наиболее целесообразно для работы в составе СЭЗ использовать

Сравнительные характеристики приборов

Тип прибора Достоинства Недостатки

С дополнительным каналом автокалибр о вки Наличие 3-х диапазонов измерения. Возможность контроля работоспособности и введения поправки Сложность электронной схемы и конструкции. Влияние температуры. Небольшой диапазон изменения частоты оборотов двигателя и сопротивления изоляции чувствительного электрода

С отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор Независимость показаний от изменения в широком диапазоне частоты оборотов двигателя и сопротивления изоляции чувствительного электрода, независимость от температуры. Простота электронной схемы. Возможность контроля работоспособности прибора и введения поправки Сложность конструкции. Один диапазон измерения

Продолжение табл.3.10

Тип прибора Достоинства Недостатки

С отрицательной обратной связью через конденсатор Независимость показаний от изменения в широком диапазоне частоты оборотов приводного двигателя и сопротивления изоляции чувствительного электрода. Возможность создания многодиапазонного прибора. Простота конструкции. Возможность контроля работоспособности и введения поправки Сложность электронной схемы. Зависимость показаний от изменения параметров цепи обратной связи

Прибор для работы в неблагоприятных условиях Калахам-ской лаборатории Возможность контроля работоспособности и введения поправки Зависимость сигнала контроля от сопротивления изоляции электрода контроля. Работа в режиме измерения потенциала. Малое отношение сигнал/помеха. Сложность конструкции. Наличие электродвигателя. Влияние нестабильностей элементов канала калибровки на погрешность. Невозможность работы во взрывоопасной атмосфере судовых танков измеритель с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор, отличающийся простотой электронной схемы и высокой стабильностью характеристик.

Для работы в качестве исследовательского прибора наиболее целесообразно использовать прибор с дополнительным каналом калибровки, имеющий, в отличие от прибора с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор, 3 диапазона измерения:

Однако, недостатки, присущие измерителю с дополнительным каналом калибровки, заставили разрабатывать прибор, имеющий лучшие технические характеристики. Таким прибором является измеритель с отрицательной обратной связью через конденсатор. Основным недостатком этого прибора является, как уже указывалось, влияние не-стабильностей параметров цепи обратной связи, которые можно снижать, используя высокостабильные элементы и специальные меры, повышающие стабильность. Теоретический анализ принципа с отрицательной обратной связью через конденсатор позволяет создать взрыво-безопасный прибор, работающий в судовых танках при проведении гидромониторной мойки, имеющий широкий диапазон измерения, независимость показаний от изменения в широком диапазоне частоты оборотов приводного двигателя и сопротивления изоляции чувствительного электрода;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного в диссертационной работе анализа характеристик среды в судовом танке во время гидромониторной мойки и аналитического обзора существующих принципов и средств измерения напряженности электростатического поля показано, что приборов, которые могли бы работать в судовых танках во время гидромониторной мойки, не существует. Поэтому задачей диссертационной работы являлось: разработка принципов построения и создание судовых средств измерения напряженности электростатического поля, отвечающих требованиям Регистра СССР в части взрывобезопасности.

Для решения поставленной задачи в диссертационной работе проведено исследование влияния среды на измеритель, установленный в замываемом судовом танке. С этой целью предложен новый метод расчета электростатического генератора, осуществляющего преобразование потока вектора напряженности электростатического поля в переменный электрический сигнал. Предложенный метод расчета основан на анализе предельных режимов работы - режима холостого хода и короткого замыкания электростатического генератора. В результате была определена эквивалентная схема, внутреннее сопротивление генератора, определяемое, в свою очередь, емкостью чувствительного электрода, и значения тока и напряжения в нагрузке для любого режима измерения.

С помощью предложенного метода расчета было определено влияние на измерения образующихся в процессе мойки конвективных потоков заряженного аэрозоля и токов коронного разряда. Были определены требования к конструкции измерителей, к режиму работы электростатического генератора с целью снижения влияния указанных факторов, а также снижения влияния изменения частоты оборотов приводного двигателя, сопротивления изоляции чувствительного электрода. Кроме того, определено, что вклад, вносимый в погрешность измерения конвективными потоками и токами коронного разряда, не превышает 10"^% от каждой составляющей.

Цроведенный расчет диэлектрической проницаемости среды в месте установки ПИП показал, что погрешность измерений за счет изменения относительной диэлектрической проницаемости среды вследствие большой концентрации воды в месте удара струи моющей жидкости о стенку составляет 0,42$.

Проведенный анализ климатических факторов среды позволил определить требования, предъявляемые к конструкциям и к структурным схемам разрабатываемых средств измерения.

На основании проведенного теоретического анализа влияния среды определены требования к судовым приборам и разработаны три принципа построения средств измерения напряженности электростатического поля в судовых танках: с дополнительным каналом автокалибровки, с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор и с отрицательной обратной связью через конденсатор.

Для введения дополнительного канала автокалибровки и отрицательной обратной связи в электростатический генератор введен дополнительный электрод, установленный за чувствительным со стороны приводного двигателя. Данное техническое решение защищено авторским свидетельством на изобретение $ 808991.

Разработка принципов построения проводилась на основании теоретического анализа, в результате чего получено, что сигнал на выходе рассматриваемых приборов не зависит от действия в широком диапазоне таких дестабилизирующих факторов, как изменение частоты оборотов приводного двигателя и сопротивления изоляции чувствительного электрода. Экспериментальные исследования измерителя с дополнительным каналом автокалибровки и с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор подтвердили теоретические расчеты. Анализ погрешностей измерения производился на основе как теоретического анализа (влияние внешних факторов, инструментальные погрешности), так и экспериментального исследования (изменение КРП, температуры, изменение давления питающей сети, изменение сопротивления изоляции чувствительного электрода, случайной составляющей погрешности).

В результате расчета получено, что при использовании разработанных приборов для исследовательских целей погрешность измерения равна +б%. При использовании приборов в составе системы электростатической защиты погрешность измерения равна: для приборов с дополнительным каналом автокалибровки +(0,07 + 0,06Е) кВ/м; для прибора с отрицательной обратной связью через дополнительный электростатический генератор +(0,1 + 0,06Е) кВ/м.

Теоретическая разработка измерителя с отрицательной обратной связью через конденсатор и проведенные эксперименты показали, что выходной сигнал прибора (показания прибора) не зависит от изменения в широком диапазоне сопротивления изоляции чувствительной) электрода и частоты оборотов приводного двигателя, и позволяет считать его перспективным, предназначенным для работы как в качестве исследовательского, так и для работы в составе СЭЗ.

Сравнение разработанных и созданных судовых средств измерения напряженности электростатического поля с отечественными и зарубежными аналогами показывает, что по своим техническим показателям, точности при работе в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, по степени взрывозащищенности разработанные приборы превосходят все известные отечественные и зарубежные средства измерения.

Таким образом, научная новизна диссертационной работы заключается: в разработке нового метода расчета электростатических генераторов ротационного типа; в исследовании влияния среды на измерение напряженности электростатического поля; в определении влияния на измерения потоков заряженного аэрозоля, токов коронного разряда; в теоретическом и экспериментальном исследовании трех предложенных принципов построения судовых средств измерения напряженности электростатического поля.

Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на:

8-й научно-технической конференции молодых специалистов ЦНИИ СЭТ, 1978 г., в г.Ленинграде; заседаниях комитета по электрометрии НТО приборостроения им.акад. С.И.Вавилова, декабрь 1979 г., март 1983 г., гЛенин-град; научно-технической конференции Ленинградского института авиационного приборостроения, 1979 г., г.Ленинград;

2-й Всесоюзной конференции "Защита от вредного воздействия статического электричества в народном хозяйстве", 1979 г., г.Северодонецк;

Всесоюзном совещании "Автоматизация в электрометрии", 1983 г., г.Ленинград.

Действующий судовой измеритель напряженности электростатического поля демонстрировался на ВДНХ СССР и был отмечен серебряной и бронзовой медалями.

По итогам Ленинградского областного конкурса НТО им.акад. А.Н.Крылова работа "Разработка и внедрение судового измерителя напряженности электростатического поля" была отмечена в 1982 г. дипломом 1-й степени.

Основное содержание диссертации опубликовано в 8-ми работах и защищено авторским свидетельством на изобретение № 808991. Кроме того, результаты диссертационной работы использованы при написании отчетов по темам:

- "Разработка методов оценки опасности электризации при грузовых операциях и перевозке на танкерах органических жидкостей и углеводородных топлив; разработка защитных мероприятий по предотвращению воспламенения и взрывов от статического электричества". Отчетные материалы, тема "Янтарь". Гос.регистрационный номер У23725, Ленинград, 1976 г. Руководитель Щигловский К.Б.;

- "Создание приборов системы электростатической защиты танкеров при моечных операциях". Отчетные материалы по НИР, номер гос.регистрации У56195, Ленинград, 1980 г. Руководитель Старши-нов А.А.;

- "Исследование и разработка методов и технических средств электростатической защиты танкеров при перевозке нефти и нефтепродуктов". Отчетные материалы, тема "Агат". Гос.регистрационный номер У61204, 1980 г., Ленинград. Руководитель Бадальян Э.Г.

Созданные судовые средства измерения напряженности электростатического поля успешно использовались при исследовании и разработке новых антистатических моющих препаратов, применяемых на флоте, для исследования уровня электризации среды при проведении гидромониторной мойки судовых танков от остатков нефтепродуктов, при исследовании новых технологий мойки судовых танков и наземных резервуаров большого объема, при исследовании процессов пылеподавления в угольных шахтах.

Использование созданных средств измерения позволяет улучшить качество мойки при применении новых моющих препаратов, снизить количество донных отложений, сократить стояночное время судна, повысить грузооборот и повысить безопасность перевозок. Среднегодовой экономический эффект от использования результатов диссертационной работы в Новороссийском морском пароходстве составил согласно утвержденным экономическим расчетам и актам внедрения 100 тыс.рублей, а в Латвийском морском пароходстве - 20 тыс1,рублей за 1982-1983 гг; экономический эффект от использования созданных средств измерения в Центральном научно-исследовательском институте судовой электротехники и технологии составил 330 тыс. рублей'.

Измеритель напряженности электростатического поля в составе приборов СЭЗ успешно прошел междуведомственные испытания. Согласно решению междуведомственной комиссии и Министерства судостроительной промышленности приборы СЭЗ должны устанавливаться на танкерах серии "Победа".

Дальнейшее развитие данного направления, по мнению автора, должно идти в направлении создания многофункциональных, многодиапазонных приборов, работающих с различными типами приводов, с автономным питанием. Большой интерес, по мнению автора, представляет использование в приборе элементов вычислительной техники -микропроцессоров, с помощью которых можно будет производить преобразование аналогового сигнала с выхода электростатического генератора в цифровой, контролируя частоту оборотов с помощью счетчика импульсов ГОН и контролируя сопротивление изоляции чувствительного электрода, можно будет автоматически, с помощью перемнолающего устройства - микропроцессора корректировать выходную величину. Введение указанных элементов позволит существенно упростить конструкцию приборов, повысить точность измерений при работе в условиях воздействия дестабилизирующих факторов.

Поскольку в настоящее время не существует мер напряженности электростатического поля, прошедших Государственную метрологическую аттестацию, невозможно аттестовать имеющиеся и вновь создаваемые средства измерения, включая и серийно выпускавшиеся. Для решения указанных проблем необходимо разрабатывать меру напряженности электростатического поля с проведением метрологической аттестации. Основой для этого может служить рассмотренный в приложении имитатор равномерного электростатического поля. После проведения метрологической аттестации меры напряженности необходимо решать вопрос об аттестации судовых средств измерения напряженности электростатического поля, основой для которой может служить настоящая диссертационная работа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Линов, Александр Михайлович, 1984 год

1.Second Report on Explosions in very Large Tankers. International Chamber of Shipping. July, 1971, London.

2. Van der Meer D., Van de Weerd J.M., Smit W., Vos B. Electrostatic charge generation during washing of tanks with water sprays, Proceedings of the Third Conferense on Static Electrification, London, May, 1971, Inst., Phys. Conf. Ser. 11, pp. 153 193.

3. Очистка нефтеналивных судов и емкостей от остатков нефтепродуктов /Рабей И.Л., Боровский А.И., Вургафт А.В., Сигбатулин Ш.Н., Талипов С.А. Л.: Транспорт, 1976, 136 с.

4. Нестерова М.П. Химико-механизированная зачистка нефтеналивных судов. М.: Транспорт, 1967, 72 с.

5. Бадальян Э.Г., Гольденфон А.К., Кондрикова Л.Г. Комплексный антистатический моющий препарат для очистки грузовых танков нефтеналивных судов. Труды ЦНИЙМФ. - Л.: Транспорт, 1982, вып.278, с.55-59.

6. Леб Л. Статическая электризация /Перевод в англ. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963, с.121-222.

7. Натансон Г.Л. Баллоэлектрические явления при распылении водных растворов органических соединений. 1ФХ АН СССР, т.XXX, вып.12, 1956, с.2662-2690.

8. Бадальян Э.Г., Гольденфон А.К., Щигловский К.Б. Электростатическая безопасность при очистке грузовых танков крупнотоннажных нефтеналивных судов. Труды ЦНЙИМФ. - Л.: Транспорт, 1982, вып.278, с.51-55.

9. Правила классификации и постройки морских судов. Регистр

10. СССР. Л.: Транспорт, 1961.

11. Noel R. Safety in tanker operations "Fairplay Int. Shipp. Weekly", 1981, 278, V 5098, p. 34-41.

12. Аварийность мирового танкерного флота. Морской флот, 1980, й 5, с.45.

13. Marin firs "Fire Prev", 1980, N 139, p. 35.

14. Аварийность мирового танкерного флота. Морской флот, 1980, № 9, с.53.

15. У острова Сардиния. Правда, 07.01.1981.

16. Исследование и разработка методов и технических средств электростатической защиты танкеров при перевозке нефти и нефтепродуктов. Отчетные материалы (тема "Агат"). Гос.регистрационный номер У61204. Л.: 1980, 187 с.

17. Г7. Создание приборов системы электростатической защиты танкеров при моечных операциях. (Отчетные материалы по НИР). Номер гос. регистрации У56195. Л.: 1980, 166 с.

18. Принципы построения судовых измерителей напряженности электростатического поля /Бадальян Э.Г., Васильев Б.С., Линов A.M., Мондрусов В.А., Щигловский К.Б. ЦНИИ "Румб", 1982, 35 с.

19. Кузнецов Л,А., Пузаров В.А. Электростатические поля, возникающие при очистке речных танкеров от остатков нефтепродуктов. Сб. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М.: ВНИИ ОЭНГ, 1975, В 9, с.25-27.

20. Грин X., Лейн В. Аэрозоли-пыли, дымы и туманы /Перевод с англ. под ред. д.х.н. Н.А.Фукса. Л.: Химия, 1972, с.78-84.

21. Makin. Static Electrification in Supertankers "Physics in Technology", May, 1975, pp. 109-116.

22. Лифшиц M.H., Моисеев B.M. Электрические явления в аэрозолях и их применение. М.-Л.: Энергия, 1965, 224 с.

23. Researche on electrostatic hazards associated with tank washing in very large carries (supertankers) II Study of the Charging mechnism during the production of water aerosol, Journal of Electrostatics 1 (1975), p. 47-60.

24. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. -Л.: Гидрометеоиздат, 1970, с.12-17.

25. Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. М.: Гостехиздат, 1957.

26. Butterworth G.J., Pollurd I.E., Joffrey В., Mattersheard

27. C.J., Chubb J.N. Studies of tanks waching on "British Purpose" during ballast voyage from Isl of grain to cape of Good nope April 7th to May 5th., 1977.

28. Прибор для измерения электризации среды /Бадальян Э., Мон-друсов В., Смирнов Г., Любарт Л., Черкасов Н. Речной транспорт, 1977, № II.

29. Либерман Л.А., Любовицкий Ю.П., Тищенко О.И. Прибор для измерения параметров электростатического поля, использующий метод модуляции поля. Новое в организации техники и технологиитекстильной и легкой промышленности. Л•: 1976, с.42-46.

30. Кузнецов Л. Поможет предотвратить взрыв. Морской флот, 1976, Ь 5, с. 47-48.

31. Гефтер ПЛ., Песня В.Т., Левант Б.Г., Коровин В.Н. Прибор для измерения величины и знака зарядов статического электричества. Текстильная промышленность, 1969, № 19, с.56-57.

32. Измеритель электростатических зарядов ИЭЗ-П /Богуш Г.Е., Гросс Л.Г., Кравцов Л.И., Павленко Е.С., Петров Ю.А. Измерительная техника, 1978, В 5.

33. Браго Е.Н., Богаткин Г.К. Прибор для измерения и контроля напряженности электростатических полей в резервуарах с нефтепродуктами. 1£уды Московского института нефтехимии и газовой промышленности им.Губкина. - М.: Недра, 1965, вып.58, с.71-76.

34. Гордюк В.П. Исследование принципов построения прибора для измерения напряженности электрического поля в приземном слое атмосферы. Труды ГГО им. Воейкова. Атмосферное электричество. -Л.: Гидрометеоиздат, 1981, вып.442, с.96-102.

35. Шварц Я.М. К теории работы электростатического флюксмет-ра в плазме. Радиотехника и электроника, 1961, № I, с.153-159.

36. Поллард И.Е. и Дж.Н.Чоб. Црибор для измерения электрического поля в неблагоприятных условиях. Inst. Phys., Conf. Ser. 1975, N27, Ch. 3, pp. 187.

37. Таммет Х.Ф. К теории измерения напряженности электрического поля. Ученые записки Тартусского государственного университета, 1970, вып.210, с.140-156.

38. Seeker P.Е.-Journal of Electrostatics, 1975, N1, p.27-36.

39. Аксельрод B.C., Мондрусов В.А., Щигловский К.Б. Методы и средства измерения параметров электрического поля. Труды Центрального научно-исследовательского института судовой электротехники и технологии. -Л.: Судостроение, 1974, вып.9, с.80-97.

40. Snow Ch.A. Standard of Shiall capacitance J.Rer. UBS, 1949, N2, p. 287-308.

41. Щигловский К.Б., Бадальян Э.Г., Мондрусов В.А., Смирнов Г.Н. Датчик электростатического поля. Авт.свид. № 629513. БИ, 1978, № 39.

42. Таточенко Л.К., Гефтер П.Л., Киселев В.И., Куравлев B.C. Измеритель электростатического поля. Авт.свид. ® 389473. БИ, 1973, К? 29.

43. Бобок Г.И., Коновалов В.П., Успенский А.К. Измеритель напряженности электростатического поля. Авт.свид. В 718809. БИ, 1980, » 9.

44. Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область слабых полей). -М.-Л.: Гос.изд.технико-теоретической литературы, 1949, 500 с.

45. Оделевский В.И. Расчет обобщенной проводимости гетерогенных систем. Статистические смеси невытянутых частиц. ЖТФ, 1951, вып.6, с.678-685.

46. Таблицы физических величин. Справочник под ред. акад. Кикоина И.К. М.: Атомиздат, 1976, с.320-328.

47. Фрёлих Г. Теория диэлектриков. Пер. с англ. под ред. Сканави Г.И. М.: Изд.ин.лит., I960, 251 с.

48. Чудновский А.Ф. Теплофизические хер актеристики дисперсных материалов. М.: Гос.издат.физ.-мат.лит., 1962, с.50-57.

49. Имянитов И.М., Шварц Я.М. Методы борьбы с мешающими токами, возникающими на входе электростатического флюксметра при его работе в проводящей среде. Искусственные спутники Земли, 1959, вып.З, с.77-83.

50. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974, с. 100-106.

51. Электротехнический справочник Т.З., под ред. П.Г.Грудин-ского и др. Изд. 5-е, испр. М.: Энергия, 1975, с.362.

52. Воронин А.А., Линов A.M., Мондрусов В.А., Щигловский К.Б. и Бадалъян Э.Г. Датчик электростатического поля. Авт.свид.808991, БИ, 1981, № 8.

53. Миролюбов Н.Н., Костенко М.В., Левинштейн М.Л., Тиходеев Н.Н. Методы расчета электростатических полей. М.: Высшая школа, 1963, 415 с.

54. Buben J. The dinamic grodient-graph of the electric potential in the atmosphere. Studia geophysica et geodaetica, 1958, v. 2, N3.

55. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы аналоговые и цифровые. Киев: Вища школа, 1973, 552 с.

56. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1972, 312 с.

57. Селезнева А.Н. Устройство градуировки средств измерений напряженности электрического поля. Измерительная техника,1983, » 10, с.52.

58. Iijima Т. Aconsideration of the guard ring width of a Standard for senall capacitance "Bull. Electrotechn. Lab.", 1956, V 20, n.5, p 357-360.

59. Справочник по специальным функциям /Под ред. М.Абрамовича и И.Стиган. Пер. с англ. Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1979, с.208.

60. Lacost R., Giralt G., Calcul de la capacite d'un condensateur variablede haut precision a armatures planes. -Or.z. Acad. Siens. 1957, V 244, n. 3, p.321-324.