Тепломассоперенос при зажигании и горении массива торфа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат технических наук Кулеш, Роман Николаевич
- Специальность ВАК РФ01.04.14
- Количество страниц 134
Оглавление диссертации кандидат технических наук Кулеш, Роман Николаевич
ВВЕДЕНИЕ.
1. СОСТОЯНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОРФА.
1.1. Значение ресурсов торфа.
1.2. Основные направления применения торфа.
1.3. Технологии использования торфа и затруднения при их осуществлении
1.4. Сведения об условиях возгорания торфа.
1.5. Постановка задач исследований.
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Назначение и последовательность проведения экспериментов.
2.2. Отбор и подготовка образцов к проведению исследований.
2.2.1. Отбор и подготовка образцов торфа.
2.2.2. Подготовка образцов кокса.
2.2.3. Подготовка образцов золы.
2.3. Оснащение и методика эксперимента для определения условий возгорания торфа.
2.4. Эксперименты по определению характеристик торфа и промежуточных продуктов его горения.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Характеристика объекта исследования.
3.2 Теплофизические характеристики исследуемых веществ.
3.3. Параметры зажигания торфа.
3.4. Анализ полученных результатов.
4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАЖИГАНИЯ И ГОРЕНИЯ ТОРФА.
4.1. Физическая и математическая постановка задачи.
4.2. Результаты численных расчетов.
4.3. Сравнение результатов численных и экспериментальных исследований
4.4. Физическая модель зажигания слоя торфа локальным источником тепла
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Теплофизика и теоретическая теплотехника», 01.04.14 шифр ВАК
Теполомассоперенос при зажигании и горении структурно неоднородных сред2011 год, доктор физико-математических наук Субботин, Александр Николаевич
Исследование параметров зажигания и горения торфа с помощью физического и математического моделирования2010 год, кандидат физико-математических наук Суков, Ярослав Васильевич
Экспериментальное исследование процессов тепломассообмена, зажигания и горения лесных горючих материалов и торфа2008 год, кандидат физико-математических наук Абрамовских, Алексей Андреевич
Тепломассоперенос при зажигании жидких конденсированных веществ и парогазовых смесей локальными источниками энергии2011 год, доктор физико-математических наук Стрижак, Павел Александрович
Экспериментальные и теоретические исследования зажигания торфа и древесины от природных пожаров2015 год, кандидат наук Касымов Денис Петрович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Тепломассоперенос при зажигании и горении массива торфа»
Торф является* достаточно перспективным энергоносителем для традиционной энергетики [1, 2]. Значение таких малоиспользуемых (пока), но очень перспективных энергоносителей, как торф, в ближайшие годы будет непрерывно * расти в связи8 с надвигающимся на мировое сообщество дефицитом* традиционных энергоресурсов, который обусловлен истощением запасов нефти и газа. По разным подсчетам нефти^ например, хватит на период от 15 до 40 лет (в зависимости от интенсивности сжигания первичных нефтепродуктов - бензина, керосина, мазута). Запасы же торфа очень велики [1]. Кроме того, в приповерхностных слоях земли идут процессы, I ведущие к расширению его запасов.
Маломасштабное использование торфа энергетической отраслью в настоящее время обусловлено, с одной стороны, наличием больших (пока) запасов традиционных топлив (нефти, газа, угля) и отсутствием, с другой стороны, эффективных научно-обоснованных технологий его сжигания. При этом торф является также и ценным сельскохозяйственным, сырьем, возможности его использования в данной области также велики.
Реальное использование торфа в энергетике и в сельском- хозяйстве сдерживается также и* потому, что торф является пожароопасным веществом [3], хранение, транспортировка и переработка которого связаны с опасностью его возгорания [4]. В то же время пока не разработано как общей теории зажигания и горения торфа, так и процессов тепломассопереноса, протекающих в торфе при зажигании и горении. Отсутствуют и экспериментальные данные об основных закономерностях этих процессов. Развитие теории' сдерживается отсутствием сведений о теплофизических и термохимических характеристиках торфа, а также промежуточного продукта его пиролиза - кокса и коксового продукта сгорания - золы. Известны публикации [5.9], в которых приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований! процессов тепломассопереноса при зажигании и горении торфа. В этих статьях, в частности, представлены результаты математического- моделирования процессов заглубления и распространения торфяного пожара при- меняющихся внешних условиях и разной-влажности-торфа. Кроме того; показаны условия^ при» которых очаг возгорания локализуется и не имеет дальнейшего распространения.
В* этих работах используется достаточно точная теоретическая основа, но не опирающаяся • на непосредственно полученные в экспериментах сведения о механизмах процессов, протекающих в'торфе при его нагреве до высоких температур. Кроме того, экспериментальные данные о свойствах торфа [10. 12] также пока^ недостаточны для-адекватного описания при математическом-'моделировании условий его зажигания и горения. Известны работы по экспериментальному сжиганию торфа [13]; проведенному в реальных полевых условиях, в которых изучалось распространение пожара в слое торфа: Но* полученной информации- недостаточно не только для разработки общей теории тепломассопереноса при зажигании и горении торфа,,но1 даже и для'разработки эффективных средств' борьбы с торфяными пожарами, возникновение которых часто приводит к очень тяжелым последствиям [14, 15].
По, этим причинам экспериментальное исследование основных закономерностей процессов тепломассопереноса, протекающих при высокотемпературном нагреве, зажигании и горении торфа, является актуальной, имеющей большое практическое значение, нерешенной до настоящего времени задачей теоретической теплотехники и теории тепломассопереноса в пористых реагирующих средах.
Так, большое практическое значение для теории тепломассопереноса в торфе имеют экспериментальные данные о:
- температурных полях в этом веществе при его высокотемпературном нагреве, зажигании и горении;
- теплофизических характеристиках торфа в исходном состоянии, а также кокса и торфяной золы;
- временных периодах. задержки зажигания торфа/ в- зависимости: от температуры источника и его геометрических характеристик;.
- физических/ особенностях тепломассопереноса в торфе: при его высокотемпературном'зажиганити горении;,
- условиях (тепловых режимах) прекращения горения торфа;
- физической модели зажигания:торфа локальным;источником энергии. Целью работы является экспериментальное определение основных закономерностей тепломассопереноса . прт зажигании и. горении) торфа, обусловленное тем, что существующие математические модели рассматриваемого явления имеют; ряд допущений, применение которых должно подтверждаться экспериментально. ,
Для достижения; намеченной цели- были поставлены следующие задачи::
- физическое моделирование процесса возгорания и горения торфа, в том числе проведение соответствующих: экспериментов-: в широких пределах изменения определяющих параметров и выделение основных закономерностей процессов тепломассопереноса при зажигании и горении торфа;
- получение новых данных по свойствам: торфа и продуктов его термического разложения для использования при реализации имеющейся математической модели;
- проведение численных экспериментов и сравнение: их с результатами физического моделирования;
- обоснование: рекомендаций по технологии, хранения; добычи и переработки торфа?с минимизацией возгораний и аварийных ситуаций, связанных с ними.
Актуальность решаемых в данной работе задач определяется тем, что недостаточность опубликованных экспериментальных данных по процессам 6 тепломассопереноса в слое торфа при его зажигании и горении является одним из существенных факторов, сдерживающих как расширение масштабов использования« торфа в качестве энергоносителя, так и значительный прогресс в*области разработки»и эффективной реализации мер I предотвращения пожаров в* естественных условиях залегания и при хранении торфа. • Ежегодно ухудшающуюся« обстановку с пожарами (в! том числе 1 торфяными) в Российской Федерации ^ в мире трудно переоценить, в связи с чем исследования в данном направлении являются особенно значимыми.
Работа выполнена в соответствии с основными направлениями научной деятельности Национального исследовательского Томского с политехнического университета («Научные основы, моделирование и оптимизация5 технологий' переработки горючих ископаемых»), а также
Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы» (научно-исследовательские работы по> лоту 2010-1.1-229-093 «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области производства топлива^и энергии из органического сырья») и соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники- РФ («Топливо и энергетика», «Экология4 и рациональное природопользование»!, «Энергетика и энергосбережение»), а также находится в сфере критических технологий Федерального уровня, получивших высокий рейтинг по показателям состояния и перспектив развития («Системы, математического моделирования»).
Научная новизна заключается в-следующем: - впервые экспериментально установлены пределы теплофизических условий зажигания торфа и его горения в широком! диапазоне изменения- влажности и в разных условиях теплообмена' источника зажигания с окружающей средой и торфом;
- сформулированы новые положения общей физической модели тепломассопереноса при зажигании и горении торфа;
- впервые определены теплофизические характеристики вещества^ кокса и зольного остатка торфа (истинные значения);
- на основе новых экспериментальных данных протестирована известная математическая модель и получена удовлетворительная сходимость численных расчетов с экспериментальными данными. Достоверность полученных результатов исследований обеспечивается применением апробированных методик экспериментальных исследований, проведением поверки установок на эталонных образцах, оценками» систематических и случайных ошибок, системой повторяемости опытов при фиксированных значениях основных факторов, а также удовлетворительной сходимостью результатов экспериментов с результатами других авторов:
Практическая значимость работы:
- полученные данные по теплофизическим свойствам промежуточных продуктов горения торфа применимы в математических моделях возгорания1 и горения торфа; в том числе при оценке и прогнозах пожарной обстановки, что повышает их достоверность;
- на основе экспериментально установленных параметров предельных теплофизических условий зажигания торфа от внешнего теплового источника обоснованы рекомендации по минимизации возгораний торфа при его добыче, хранении и переработке, применимые в различных технологиях;
- отдельные положения работы используются Сибирским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства и торфа СО Россельхозакадемии;
- основные результаты используются в учебном процессе в дисциплинах по специальности 140502 «Котло- и реакторостроение» «Основы физико-химических процессов производства тепловой энергии», «Технология сжигания органических топлив», «Моделирование физических процессов и объектов проектирования», при выполнении выпускных квалификационных работ и в магистерской программе «Технология воды и топлива в энергетике» по направлению 140100 «Теплоэнергетика».
Личный вклад автора состоит в разработке и планировании экспериментальных исследований, разработке и изготовлении экспериментальной установки для исследования условий зажигания и распространения очага горения в слое торфа, проведении экспериментов, анализе и обобщении полученных результатов, формулировке выводов и заключения по диссертации. В научном руководстве работой в части планирования экспериментальных исследований, методологии математического моделирования процессов возникновения и распространения торфяного пожара принимал участие к. ф.-м. н. А.Н. Субботин.
На защиту выносятся:
- методика экспериментальных и численных исследований температурных полей и процессов теплообмена в системе «нагретый источник - торф»;
- результаты экспериментальных и численных исследований по определению характеристик, состава и теплофизических свойств, параметров тепломассообмена, зажигания и горения торфа;
- физическая модель тепломассообмена при зажигании и горении торфа от внешнего теплового источника.
Апробация работы. Основные результаты исследований, представленных в диссертации, апробировались на международных и региональных конференциях, в том числе на XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (СТТ-2009) (2009 г., Томск), VI Всероссийском семинаре вузов по теплофизике и энергетике (2009 г., Красноярск), Региональной научно-практической конференции «Теплофизические основы энергетических технологий» (2009 г., г. Томск), Международной научно-практической конференции.«Проблемы изучения и использования торфяных ресурсов Сибири» (2009 г., Томск), VII Всероссийской конференции с международным участием: «Горение твердого' топлива» (2009 г., Новосибирск).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ,, в том числе 4 статьи в центральной печати в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит' из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 126 наименований, содержит 40-рисунков, 31 таблицу и 134 страницы текста.
Во введении обоснована актуальность темы, показаны ее научное и практическое значение, сформулирована цель, изложены положения, вносимые на защиту.
В первой главе дается, краткий анализ состояния изучаемой проблемы, включая основные направления применения торфа. На основе обобщающего анализа публикаций сформулированы задачи исследований, соответствующие поставленной цели работы.
Во второй главе представлены основные методические положения исследований, их назначение, последовательность и схема проведения, в том числе методика экспериментов для определения условий возгорания,торфа, а также для определения теплофизических характеристик рассматриваемых веществ.
В третьей главе дана характеристика объекта исследования в сравнении с известными данными по торфу, результаты всех экспериментальных исследований и их обсуждение.
В четвертой главе приведена физическая и математическая постановка задачи, описана используемая математическая модель возгорания и начального этапа горения торфа. Даны результаты численных расчетов условий возникновения и распространения торфяного пожара в широком диапазоне начальных параметров, основные положения физической модели исследованного явления, а также сопоставление полученных данных с экспериментальными.
В заключении подведены итоги анализа научных результатов, полученных в настоящей диссертационной работе, обоснованы рекомендации по основным направлениям их использования и сформулированы основные выводы.
Похожие диссертационные работы по специальности «Теплофизика и теоретическая теплотехника», 01.04.14 шифр ВАК
Тепломассоперенос при зажигании пожароопасных жидкостей одиночной нагретой до высоких температур частицей2008 год, кандидат физико-математических наук Стрижак, Павел Александрович
Зажигание полимерных материалов источниками с ограниченным теплосодержанием2011 год, кандидат физико-математических наук Глушков, Дмитрий Олегович
Теплофизические аспекты прогностического моделирования лесной пожарной опасности2012 год, доктор физико-математических наук Барановский, Николай Викторович
Разработка радиотехнической системы дистанционного мониторинга лесных и торфяных пожаров на базе геоинформационных технологий2009 год, кандидат технических наук Мармалюк, Александр Алексеевич
Исследование процессов изменения фазового состояния и физико-химических превращений в жидких топливах при воздействии концентрированных потоков светового излучения2010 год, кандидат физико-математических наук Высокоморная, Ольга Валерьевна
Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Кулеш, Роман Николаевич
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящей работе в соответствии с поставленными, целями и задачами ^выполнен комплекс экспериментальных и численных исследований параметров, характеризующих процесс зажигания и начального периода горения торфяного массива, применительно как к природным залежам торфа, так и к условиям хранения в штабелях. Объект исследования; как установлено по результатам определения теплотехнических свойств для изучавшихся образцов, в достаточной мере соответствует большинству российских торфяных месторождений, что дает основания для расширения сферы использования полученных в работе результатов.
Экспериментальным путем определены теплофизические характеристики торфа и конденсированных веществ, являющихся продуктами его термических преобразований, в диапазоне температур до 673 К, соответствующем начальным стадиям процесса теплового зажигания. Полученные данные о значениях истинной плотности, коэффициента теплопроводности и теплоемкости торфа, его коксового остатка и золы в зависимости от температуры дополняют известные сведения о теплофизических свойствах этих материалов. Установлено, что средняя истинная теплоемкость золы и кокса в пределах температур 273.673 К и 273.473 К соответственно для практических расчетов может приниматься равной для золы 884,9 Дж/(кг-К), для кокса - 706,7 Дж/(кг-К), а теплоемкость торфа с изменением температуры от 273 до 373 К увеличивается с 1230 Дж/(кг-К) до 1650 Дж/(кг-К). В рассматриваемом диапазоне температур коэффициент теплопроводности исследованных образцов торфа и кокса в среднем равен соответственно 0,493 Вт/(м-К) и 0,398 Вт/(м-К),' для золы данная характеристика является возрастающей с 0,5 до 0,79 Вт/(м-К). Полученные значения характеристик теплофизических свойств использованы в качестве параметров при численных исследованиях по математической модели, описывающей процессы тепло- и массообмена при зажигании и горении торфа.
На специально созданной^ экспериментальной установке проведены серии-экспериментов по моделированию условий зажигания массива торфа I при контакте его верхней поверхности с внешним тепловым источником, различающиеся влажностью, торфа и условиями теплообмена с окружающей средой. Различия в теплообмене имитировались опытами с источником зажигания в тепловой изоляции, температура внешней, поверхности которой контролировалась с помощью термопар. В качестве основных исследуемых параметров процесса зажигания в экспериментах приняты, температура зажигания и временной период задержки зажигания. Наряду с этим получены данные о распределении температур в зависимости от времени непосредственно под тепловым источником и в пространственно отстоящих от него точках в массиве торфа, а также значения температуры- теплового источника, необходимой для зажигания торфа, при всех перечисленных вариациях определяющих параметров:
По результатам экспериментов установлено, что с повышением влажности в диапазоне 10.30% процесс испарения влаги из массива торфа становится продолжительнее, более интенсивно охлаждает начальную зону реакции горениями приводит к уменьшению размеров образующегося очага. Вместе с тем локализация зоны горения является следствием, с одной стороны, общего дефицита кислорода, необходимого для реакции горения, с другой* стороны - увеличения расхода энергии на испарение внешней составляющей влажности. В свою очередь, миграция испаренной влаги в порах массива торфа приводит к распространению прогрева торфа по глубине и простиранию прилежащих слоев.
Опыты с теплоизолированным источником зажигания свидетельствуют о сокращении разброса температур в массиве с увеличением периода задержки зажигания. Первое из этих явлений связано с увеличением температурного перепада между источником зажигания» и массивом торфа и, как следствие, с интенсификацией теплообмена посредством теплопроводности в рассматриваемом массиве. Период задержки зажигания увеличивается при этом из-за быстрого прогрева объема торфа, непосредственно примыкающего к источнику зажигания и, как следствие, из-за интенсивной газификации (пиролиза) этого и прилегающего объема торфа. Образовавшиеся продукты пиролиза, смешиваясь с парами воды, способствуют увеличению выноса тепла из массива торфа в создавшихся конвективных потоках. Последние создают дополнительный изолирующий слой, состоящий из горячих продуктов газификации и паров^ воды, что способствует снижению теплообмена источника зажигания» с окружающей средой и увеличивает время снижения его температуры. Производимый эффект усиления выхода газообразных и парообразных продуктов также препятствует проникновению кислорода в массив торфа, что тоже способствует увеличению периода времени зажигания.
Критической для процесса*зажигания торфа используемым источником зажигания является-влажность 35%, когда энергетического запаса источника I тепла недостаточно для испарения»имеющегося количества влаги. При этом под источником-зажигания быстро образуется озоленный слой, а энергии, передаваемой через этот теплоизолирующий слой, достаточно лишь на поддержание испарения влаги. Водяные пары, в свою очередь, создавая конвективные восходящие потоки, вытесняют необходимый для реакции кислород и препятствуют его проникновению под очаг горения. К моменту, когда установятся необходимые условия воздухообмена зоны горения с окружающей средой, источник зажигания уже не обладает энергией, необходимой для инициализации горения.
Использование экспериментально установленных фактов позволило развить главные положения физической модели зажигания торфяного массива от внешнего теплового источника и вместе с экспериментально определенными теплофизическими характеристиками применить их при :реализациишатематической модели процесса, в своёш основе: разработанной А.Н. Субботиным и совместно с; ним? дополненной* субпрограммами численных расчетов: . , , , '".' ' :" : ' , ^
Тестовые расчеты процесса зажигания, и горения торфа- показали хорошую сходимость, результатов с полученнымш. экспериментальными; данными: и подтвердили решающее значение; влажности торфа при возгорании массива.- Установлено; что при увеличении? тепловых: потерь, в окружающую среду очаг, горения;заглубляется,' в.толщу массива торфа, а при минимизации рассматриваемой составляющей тепловых потерь источника способен полностью выйти- на поверхность. Наряду с влажностью и. условиями,г теплообмена , действенным.- фактором; : для*', исследованных процессов является плотность торфа.
Совокупность. результатов- исследований' позволяет обоснованно;: вырабатывать практические рекомендации по предотвращению и ликвидации возгораний; торфа» при: его; использовании в; технологиях, связанных с добычей,, хранением и переработкой. Исключая*. из рассмотрения кардинальные меры, препятствующие прпвносу внешних источников зажигания, что в значительной мере связано с «человеческими фактором», наиболее эффективным, исходя из физической модели, являются пути воздействия; направленные на характеристики; влажности; уплотненности и теплового режима торфяного массива: Некоторые мероприятия; например; прикатывание штабелей тяжелой* техникой, оснащение ее средствами искроулавливания выхлопных газов и пр., известны» как найденные из практического опыта. В этом случае по итогам проведенных исследований можно; систематизировать и. дополнять, ттх на единой» тегогофизической основе, что позволяет исключать противоположно направленные' и получать более качественные результаты.
При разработке технологических регламентов использования торфа главенствующим принципом профилактики возгорания должна быть система контроля и управления влажностью: что предполагает разделение единого массива» на штабели (участки) по влажности и влечет за собой организацию соответствующего входного контроля поставляемого торфа; соответствующий график их расходования, который подразумевает организацию подачи осушенного до критической влажности торфа непосредственно к технологическому процессу с доведением его до требуемой влажности в одной из технологических операций; тепловизионное обследование поверхности (периодический обход складированных запасов, торфа с использованием соответствующей техники с целью выявления участков локального повышения температуры) и др.
Меры ликвидации возгорания должны предусматривать наряду с прочими изменение условий тепломассообмена поверхности штабелей с целью предотвращения заглубления имеющихся очагов горения, локализации и вывода их на поверхность (минимизация теплоотвода с использованием негорючих теплоизоляционных покрытий (пожарная пена и т.д.) мест проявления очагов, прогнозирование их распространения методами моделирования, что позволит, используя данные экспресс-анализа отобранных проб, с достаточной степенью точности определять пространственное местоположение очага горения):
Применение совокупности приведенных рекомендаций позволит существенно снизить количество возгораний торфа при хранении, а также затраты при тушении имеющихся возгораний. Некоторые из приведенных мероприятий используются при складировании торфа и угля, что подтверждает их. эффективность и достоверность полученных в работе I результатов.
Итогом выполненных в настоящей работе исследований являются следующие основные результаты и выводы.
1. Экспериментальным путем для массива торфа в зависимости от влажности.и условий теплообмена определены параметры зажигания, инициированного внешним тепловым источником; которые позволили реализовать численные исследования процесса зажигания и горения с использованием математической модели.
2. Экспериментально определены коэффициенты теплоемкости и теплопроводности торфа, кокса и золы в-диапазоне температур их пребывания в массиве торфа в процессе образования очагов горения, а также значения истинных плотностей для этих веществ. Установлено, что среднюю истинную теплоемкость золы и кокса в пределах температур 273. .673 К и 273. .473 К соответственно можно считать постоянной и равной для золы 884,9 Дж/(кг-К), для- кокса -706,7 Дж/(кг-К), а теплоемкость торфа с изменением температуры 273.373 К увеличивается с 1230 Дж/(кг-К) до 1650 Дж/(кг-К). В рассматриваемом диапазоне- температур теплопроводность торфа и кокса в среднем равна соответственно 0,493 Вт/(м-К) и 0,398 Вт/(м-К), для золы данная характеристика^ является* возрастающей с 0,5 до 0,79 Вт/(м-К). Найденные значения использованы в базе данных для уточнения математической модели.
3. Установлено, что влажность торфа имеет решающее значение для зажигания торфяного массива, существования и развития в нем очагов горения. С повышением влажности размеры очага горения I уменьшаются при сохранении запаса тепловой энергии для последующего распространения. Выявлено наличие критического для процесса зажигания значения влажности торфа, при котором тепловая энергия затрачивается лишь на испарение влаги. В проведенных исследованиях такой величиной является \¥р=35%.
4. Условия теплообмена системы «источник зажигания - массив торфа» с окружающей средой влияют на распространение очага возгорания.
Увеличение тепловых потерь в окружающую среду приводит к заглублению очага горения в массиве торфа, а при их минимизации очаг горения способен полностью выходить на поверхность.
5. Выявленные обобщенные закономерности сложных теплофизических процессов, базирующиеся на использовании методов численного моделирования в сочетании с экспериментальным сопровождением, являются развитием физической модели тепломассопереноса при зажигании и распространении горения в массиве торфа и позволяют обосновывать технологические регламенты при использовании торфа, направленные на предотвращение и устранение аварийных ситуаций.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кулеш, Роман Николаевич, 2010 год
1. Пугач Л.И., Серант Ф.А., Серант Д.Ф. Нетрадиционная энергетика -возобновляемые источники, использование биомассы, термохимическая подготовка, экологическая безопасность: учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 347 с. 1
2. Крупнов Р.А., Базин Е.Т., Попов М.В. Использование торфа и торфяных месторождений в народном хозяйстве: учебное пособие. -М.: Недра, 1992.-233 с.
3. Гришин A.M. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука, 1992. - 408 с.
4. Елгазин В.И. Основные сведения о пожарах и методах борьбы с огнем: учебное пособие. Томск: Изд-во ТПИ, 1968. - 65 с.
5. Субботин А.Н. Математическое моделирование распространения фронта пожара на торфяниках / Механика реагирующих' сред и ее приложения. Сб. научных трудов. Новосибирск: Наука, 1989. - С. 57-63.
6. Субботин А.Н. О некоторых особенностях распространения подземного пожара // Инженерно-физический журнал. 2003. -Т.76, №5. — С. 159-165.
7. Субботин А.Н. Влияние тепломассообмена на критические условия зажигания и горения торфяника // Сиб. физ.-техн. журн. 1992. -№.6.-С. 133-137.
8. Субботин А.Н. Закономерности развития подземного пожара при разных условиях тепло- и массообмена с внешней средой // Тепломассообмен ММФ. Минск: Изд-во НАНБ, 2000. - Т.4. - С. 224—231.
9. Субботин А.Н. Распространение торфяного пожара при разных условиях тепломассообмена с внешней средой // Пожаровзрывобезопасность. 2007. - Т.16. - № 5. - С. 42-49.
10. Базин Е.Т., Косов В.И., Ященко Н.Е. Физика и химия торфа. -Калинин: Калининский государственный университет, 1984. -С. 23-29.
11. Лиштван И.И., Базин Е.Т., Гамаюнов Н.И., Терентьев A.A. Физика и химия торфа. М.: Недра, 1989. - 304 с.
12. Теплотехнический справочник: В 2-х т. / Под ред. В.Н. Юренева, Н.Д. Лебедева. -М.: Энергия, 1976. Т. 2. - 896 с.
13. Борисов A.A., Борисов Ал. А., Горелик P.C. Экспериментальные исследования и математическое моделирование торфяных пожаров / Теплофизика лесных пожаров. Новосибирск: Наука, 1984. - С. 522.
14. Лупанов С.А., Зуева H.A. Обстановка, с пожарами в Российской Федерации в первом полугодии 2007 года // Пожарная безопасность. -2007. -№3. С. 93-96.
15. Лупанов С.А., Зуева H.A. Обстановка с пожарами в Российской Федерации за 9 месяцев 2008 года // Пожарная безопасность. 2008, №4.-С. 113-116.
16. Большая Советская энциклопедия. — М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1946. Т. 54. — 832 с.
17. Лазарев A.B., Корчунов С.С. Справочник по торфу. М.: Недра, 1982.-760 с.
18. Волков В.Н. Основы геологии горючих ископаемых: учебное пособие / Санкт-Петербургский государственный университет. — СПб.: СПбГУ, 1993. 235 с.
19. Смольянинов С.И., Маслов С.Г. Термобрикетирование торфа. -Томск: Изд. ТГУ, 1975. 108 с.
20. Логинов П.Е. Дополнительные материалы по Васюганскому торфяному месторождению за 1962 год. Торфяные месторождения центральной части Западно-Сибирской низменности. М.: Главгеологии РСФСР. Институт «Гипроторфразведка», 1962. - 71 с.
21. Российский статистический ежегодник 19991 М.: Госкомстат России, 1999. - 861 с. ;
22. Попов М.В., Шабаров A.M., Гущин. А.11. Энергетическое. : использование фрезерного торфа: М1:;Энергия;Л9741 - 304 с. '
23. Патент! РФ RU2259385. Способ переработки^ .торфа. / Котельников; А.И: Подзоров; Опубликован 2004. h ,
24. Казаков;, A.B. . Термическая,, конверсия?, низкосортных топлив применительно к газогенерирующим установкам:, диссертация на соискание ученой степени, кандидата технических наук:. Томский политехнический университет. Томск, 2002. - 304 с.
25. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Утверждена распоряжением Правительства: Российской; Федерации № 1234-рот28 августа 2003 года. ,
26. Медведев Ю.М. Утопи ть миллиарды. // Российская газета. 2010. -№5267 (188). : . • ■. ' .
27. Минеральные ресурсы Сибири и Дальнего Востока: Геолого-экономический обзор / В.И. Ботвинников. Сибирский научно-исследовательский, институт геологии, геофизики и минерального сырья. М.: Недра, 1975. - 191 с.
28. Возобновляемые источники энергии перспективы расширения их использования // Теплоэнергетика; - 1997. - №4; - С. 3-5.
29. Волков Э.П. Прогноз развития нетрадиционной энергетики в начале XXI века по данным XV конгресса Мирового энергетического совета // Теплоэнергетика. 1993. - №6. - С: 6-7. ' '
30. Афанасьев; А.Е.,: Чураев H.Bi Оптимизация процессов сушки и структурообразования в технологии торфяного производства. М.: Недра, 1992. - 288 с ,' .: , .
31. Никифоров В.А. Разработка торфяных месторождений и механическая переработка торфа. 2-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Выща школа, 1979. - 400 с.
32. Чулюков М.А., Чайков В.И. Торфяные пожары и меры борьбы с ними. -М.: Недра, 1969. 112 с. !
33. Александров А.А. Пожарная безопасность. М.: Приор, 1998. -208 с.
34. Конев Э.В. Анализ процесса распространения лесных пожаров и палов // Теплофизика лесных пожаров. Новосибирск: Институт теплофизики СО АН СССР, 1984. - С. 99-125.
35. Воробьев О.Ю., Доррер Г.А. Вероятностная модель распространения лесного пожара // Вопросы лесной пирологии. — Красноярск, 1974.-С. 118-134.
36. Доррер Г.А., Курбатский Н.П. Математические модели лесных пожаров: основные понятия, классификация, требования // Прогнозирование лесных пожаров. Красноярск, 1978. - С. 5-26.
37. Доррер Г.А. Оценка статистических характеристик контуров лесных пожаров // Физика горения и взрыва. 1978. - №2. - С. 71-76.
38. Доррер Г.А., Баженов В.В. Математические модели распространения и локализации лесных пожаров // Горение и пожары в лесу. Новые разработки в проблеме лесных пожаров: Материалы I Всесоюз. науч.-техн. совещ. Красноярск, 1979. -С. 25-37.
39. Доррер Г.А. Математические модели динамики лесных пожаров. -М.: Лесн. пром-сть, 1979. 161 с.
40. Доррер Г.А., Валендик Э.Н. Моделирование контуров низовых лесных пожаров // Химическая физика процессов горения и взрывов: Материалы VI Всесоюз. симпозиума по горению и взрыву. -Алма-Ата, 1980. С. 89-92.
41. Доррер Г.А. Модель распространения процесса горения при лесных пожарах // Математика и механика: Тез. докл. VI регион, конф. — Томск: ТГУ, 1981. С. 10-12.
42. Доррер Г.А. Модель распространения криволинейных фронтов лесного пожара // Физика горения и взрыва. 1984. - №1. - С. 11— 19.
43. Доррер Г.А. Модель распространения фронта лесного пожара // Теплофизика лесных пожаров. Новосибирск, 1984. - С. 86-99.
44. Доррер Г.А. Описание динамики лесных пожаров как управляемых динамических систем // Механика реагирующих сред и ее приложения. Новосибирск, 1989. - С. 76-89.
45. Dorrer G.A. Modeling forest fire Spreading and suppression on basis of Hamilton mechanics methods // AMSE Tranction Scientific Siberian. France Tassin, 1992. P. 38-56.
46. Доррер Г.А. Математическое моделирование процессов распространения лесных пожаров и борьбы с ними // Изв. вузов Лесн. журн. 2000. - №2. - С. 31-36.
47. Гришин A.M. Математические модели лесных пожаров. Томск:I1. Изд-во ТГУ, 1981.-277 с.
48. Гришин A.M. Физика лесных пожаров. Томск: Изд-во ТГУ, 1994. -218 с.
49. Гришин A.M. Общая математическая модель лесных пожаров и ее приложения // Физика горения и взрыва. — 1996. — Т.32 №5. -С. 45-63.
50. Гришин A.M. Общая математическая модель лесных пожаров и ее приложение для охраны и защиты лесов // Сборник избранных докладов межд. конф. «Сопряженные задачи механики и экологии». Томск: Изд-во ТГУ, 2000. - С. 88-137.
51. Гришин A.M. Общие математические модели лесных и торфяных пожаров и их приложения // Успехи механики. — 2002. Т.1. — №4. -С. 41-89.
52. Гришин A.M. Моделирование и прогноз катастроф. Томск: Изд-во ТГУ, 2003. - 4.1. - С. 33-38.
53. Гришин A.M. Моделирование и прогноз катастроф. Кемерово: Изд-во Практика, 2005. - 4.1. - С. 14-19.I
54. Гришин A.M., Зинченко В. И., Субботин А. Н. и др. Итерационно-интерполяционный метод и его приложения. — Томск: Изд-во ТГУ, 2004. 320 с.
55. Porterie В., Morvan D., Loraud J.C., Larini M. Fire spread through fuel beds: Modeling of wind-aided fires and induced hydrodynamics // Physics of fluids. 2000. - Vol. 12. - №7. - P. 1762-1782.
56. Bellemare L.O., Porterie В., Loraud J.C. On the prediction of firebreak efficiency // Combust. Sci. and Tech. 2001. - Vol. 163. - P. 131-176.
57. Consalvi J.L., Porterie В., Loraud J.C. A formal averaging procedure for radiation heat transfer in particulate media // International journal of Heat and Mass Transfer. 2002. - №45. - P. 2755-2768.
58. Porterie В., Loraud J.С., Bellemare L.O., Consalvi J.L. A physically based model of the onset of crowing // Combust. Sci. and Tech. 2003. -Vol. 175.-P. 1109-1141.
59. Consalvi J.L., Porterie В., Loraud J.C. Dynamic and radiative aspects of fire-water mist interactions // Sci. and Tech. 2004. - Vol. 176. -P. 721-752.
60. Zekri N., Porterie В., Clerc J.P., Loraud J.C. Propagation in a two-dimensional weighted local small-world network // Physical review. -№71.-046121.-2005.
61. Porterie В., Zekri N., Clerc J.P., Loraud J.C. Influence des brandons sur la propagation d'un de forêt. // C.R. Physique. 2005. - №4. - P. 89-94.
62. Porterie В., Zekri N., Clerc J.P., Loraud J.C. Un Réseau de Petit Mondeo local àsites pondérés pour les feux de forêts // C.R. Physique. 2005. -№6.-P. 151-157.
63. Звягильская А.И., Субботин A.H. Влияние влагосодержания и тепло- и массообмена с окружающей средой на критическиеусловия возникновения очага низового пожара // Физика горения и взрыва. -1996. -№5. С. 99-106.
64. Конев Э.В. Физические основы горения растительных материалов. — Новосибирск: Наука, 1977. -239 с
65. Гришин A.M., Грузин А.Д. Математическое моделирование тепломассопереноса в приземном слое атмосферы при распространении лесных пожаров // Численные методы, механики сплошных сред. Новосибирск: ИТПМ АН СССР, 1983. - Т. 14. -№6.-С. 31-57.
66. Лыков A.B. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1972. -560 с.
67. Лыков A.B. Тепломассообмен: Справочник. 2-ое издание. - М.: Энергия, 1978. - 480 с.
68. Померанцев В.В., Арефьев K.M., Ахмедов Д.Б. и др. Основы практической теории горения: Учебное пособие для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. -312 с.
69. Волокитина A.B., Софронов М.А. Классификация растительных горючих материалов // Лесоведение, 1996. -№3. С. 38-44.
70. Волокитина A.B., Климушин Б.Л., Софронов М.А. Технология составления крупномасштабных карт растительных горючих материалов: Практические рекомендации. Красноярск: Институт леса СО РАН, 1995. - 47 с.
71. Волокитина A.B., Софронов М.А. Классификация и картографирование растительных горючих материалов. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 314 с.
72. ГОСТ 27314-91. Топливо твердое минеральное. Методы определения влаги.
73. ГОСТ 6382-91. Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода летучих веществ.
74. ГОСТ 11022-90. Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности.
75. ГОСТ 2408.1-95. Топливо твердое. Методы определения углерода и водорода.
76. ГОСТ 2408.3-95. Топливо твердое. Методы определения кислорода.
77. ГОСТ 8606-95. Топливо твердое. Методы определения серы.
78. ГОСТ 28743-95. Топливо твердое минеральное. Методы определения азота.
79. ГОСТ 147-95. Топливо твердое. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисления низшей теплоты сгорания.
80. ГОСТ 17644-83. Торф. Методы отбора проб из залежей и обработки их для лабораторных испытаний.
81. ГОСТ 5396-77. Торф. Методы отбора проб.
82. Кулеш Р.Н., Субботин А.Н. Зажигание торфа внешним локальным источником тепла // Пожаровзрывобезопасность, 2009. Т. 18. -№4.-С. 13-18.
83. Kulesh R.N., Budkova S.S. Research of peat ignition conditions with change of different physical characteristcs // Modern Technique and Technologies. Tomsk: TPU Press, 2009. - P. 183-185.
84. ГОСТ 3044-77. Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики преобразования;
85. ГОСТ 9147-80. Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые; '
86. ГОСТ 4204-77. Реактивы. Кислота серная. Технические условия;89; ГОСТ 8448-78. Бензол каменноугольный иг сланцевый; Технические. условия. ■•■'';' V'. ' ; ■■;,
87. ГОСТ 2408.1-95. Топливо твердое. Методы определения углерода и водорода.' . ■ "■■'/'
88. ГОСТ 2408.3-95. Топливо твердое. Методы определения кислорода.
89. ГОСТ 8606-95. Топливо твердое. Методы определения серы.
90. ГОСТ 28743-95. Топливо« твердое минеральное. Методы определения азота;
91. ГОСТ 5583-78. Кислород газообразный технический; и . медицинский. Технические условия.
92. ГОСТ 1770-74. Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия.
93. ГОСТ 25336-82. Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры.
94. ГОСТ 4526-75. Реактивы. Магний оксид. Технические условия.
95. ГОСТ 83-79. Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия.
96. ГОСТ 4108-72. Реактивы. Барий хлорид 2-водный. Технические условия. . '
97. ГОСТ 4145-74. Реактивы. Калий сернокислый; Технические условия.
98. ГОСТ ,127-76. Сера техническая. Технические условия.
99. ГОСТ 5853-51. Индикатор метиловый красный; Технические условия. . , .
100. ГОСТ 10929-76. Реактивы. Водорода пероксид. Технические условия.
101. ГОСТ 3118-77. Реактивы. Кислота соляная. Технические условия.
102. ГОСТ 4165-78. Реактивы. Медь II сернокислая 5-водная. Технические условия.
103. ГОСТ 10298-79. Селен технический. Технические условия.
104. ГОСТ 24363-80. Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия.
105. ГОСТ 16539-79. Реактивы. Меди (II) оксид. Технические условия.
106. ГОСТ 3774-76. Реактивы. Аммоний хромовокислый. Технические условия.
107. ГОСТ 6341-75. Реактивы. Кислота янтарная. Технические условия.
108. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. -М: Энергия, 1972. 143 с.
109. ГОСТ 5494-95. Пудра алюминиевая. Технические условия.
110. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и! приборы: учебник. 3-е изд, перераб. - М.: Энергия, 1978. — 703 с.
111. Сергеев O.A. Метрологические основы теплофизических измерений. -М.: Стандарты, 1972. 155 с.
112. Shenck H.Jr. Theories of engineering experimentation. Third edition. -McGraw Hill, New York, NY. - 1979.
113. Ясельский B.K., Кузнецов А.И. Дядик В.Ф. Обработка результатов измерений. Томск: Изд-во ТПИ, 1977. - 95 с.
114. Кузнецов В.А. Метрология. (Теоретические, прикладные иIзаконодательные основы): учебное пособие. М.: Изд-во стандартов, 1998. - 336 с.
115. И8.Рудзит Я.А. Основы метрологии, точность и надежность в приборостроении: учебное пособие. -М.: Машиностроение, 1991. -304 с.
116. Тойберт П. Оценка точности результатов измерений: пер. с нем. -М.: Энергоатомиздат, 1988. 88 с.
117. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. JL: Энергия, 1978. -262 с.
118. ГОСТ 15130-69. Стекло кварцевое оптическое. Общие технические условия.
119. ГОСТ 13659-78. Стекло оптическое бесцветное. Физико-химические характеристики. Основные параметры.
120. ГОСТ 7622-72. Стекло органическое техническое. Технические условия.
121. Химия и переработка угля / В.Г. Липович, Г.А. Калабин, И.В. Калкчиц и др. М. Химия, 1988. - 336 с.
122. Шишаков Н.В. Основы производства горючих газов. М.: Государственное энергетическое издательство, 1948. - 479 с.
123. Гува А.Я. Краткий теплофизический справочник. Новосибирск: Сибвузиздат, 2002. - 300 с.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.