Определение пожароопасных температурных режимов при пластовом самонагревании растительного сырья на предприятиях агропромышленного комплекса (стр. 1 )

Для заказа доставки данной работы воспользуйтесь поиском на сайте по ссылке: http://www. /search. html

академия ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ украины

На правах рукописи

еременко сергей анатольевич

удк 614.842

определение пожароопасных температурных режимов при пластовом самонагревании растительного сырья на предприятиях агропромышленного комплекса

Специальность 21.06.02 - Пожарная безопасность

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -

доктор физико-математических

наук, профессор

ХАРЬКОВ - 2004

содержание

Перечень условных обозначений ...........................................................	5
Введение ...................................................................................................	6
Раздел 1. Состояние вопроса в сфере моделирования пластовых очагов самонагревания растительного сырья и прогнозирования температурных процессов.......................	12
1.1. Анализ причин пожаро-взрывоопасных ситуаций на предприятиях по хранению и переработке растительного сырья ........................................................................................	12
1.2. Системы температурного контроля, используемые на предприятиях по хранению и переработке растительного сырья......................................……………...	20
1.3. Проблемы прогнозирования динамики температурных полей путем решения прямых и обратных задач нестационарной теплопроводности..................................…	25
1.4. Постановка задачи исследования.........................................	34
1.5. Выводы ....................................................................................	37
Раздел 2. Расчет приростов температур в массиве сырья при пластовом самонагревании одним квазистационарным очагом ………………………………………………………..	39
2.1. Основные соотношения и допущения..................................	39
2.2. Решение температурной задачи пластового самонагрева- ния с помощью функции Грина при граничных условиях первого и второго рода на торцах насыпи...........................	41
2.3. Решение температурной задачи пластового самонагрева- ния с помощью функции Грина при граничных условиях третьего рода на торцах.........................................................	49
2.4. Расчет температурного поля самонагревания сырья в зоне локализации однородного очага методом рядов ускоренной сходимости …………………………………….	55
2.5. Аналитическое решение задачи пластового самонагрева- ния сырья однородным очагом в бесконечном массиве ….	61
2.6. Математическая модель пластового самонагревания, учитывающая влияние распределения теплоисточников в очаге на температурное поле.................................................	67
2.7. Выводы ....................................................................................	77
Раздел 3. Математические модели пластового самонагревания при возникновении нескольких очагов. Очаги эволюционного типа .............................................................………………….	79
3.1. Температурное поле в зоне локализации нескольких пластовых очагов ....................................................................	79
3.2. Температурное поле пластового самонагревания, порож- денное очагом импульсного типа.........................................	86
3.3. Математическая модель эволюционного очага, размеры которого увеличиваются во времени....................................	91
3.4. Математическая модель эволюционного очага с одновременным изменением его размеров и плотности внутренних термоисточников...............................................	98
3.5. Выводы ....................................................................................	102
Раздел 4. Идентификация параметров пластовых очагов и прогнозирование процесса самонагревания. Рекомендации по повышению уровня противопожарной защиты объектов по хранению и переработке растительного сырья...............	104
4.1. Номограммный метод идентификации параметров пластового очага ................................……………………….	104
4.2. Компьютерный метод идентификации параметров очага и прогнозирования пожароопасного температурного режима ………………………………………………………	111
4.3. Влияние погрешности измерений температуры сырья на результаты идентификации параметров очага...............….	117
4.4. Примеры прогнозирования пожароопасного режима ……	126
4.5. Номограммы для определения сроков пожаробезопас- ного хранения некоторых видов растительного сырья …..	130
4.6.Установка контроля температуры для объектов по хранению и переработке растительного сырья..................	138
4.7. Рекомендации по повышению уровня противопожарной защиты объектов по хранению и переработке растительного сырья ..............................................................	149
4.8. Выводы ....................................................................................	150
Общие выводы .........................................................................................	152
Список использованных источников .....................................................	155
Приложение А ..........................................................................................	169
Приложение Б ..........................................................................................	176
Приложение В …………………………………………………………..	180

перечень условных обозначений

РС - растительное сырье

ММ - математическая модель

ТП - температурное поле

ОС - очаг самонагревания

ПЗТ - прямая задача теплопроводности

ОЗТ - обратная задача теплопроводности

НМ - номограммный метод

МСЗИ - метод сужения задаваемых интервалов

СКТ - система контроля температуры

введение

Обеспечение пожарной безопасности является неотъемлемой частью государственной деятельности по охране жизни и здоровья людей, национального богатства и окружающей природной среды.

Одним из приоритетных направлений развития агропромышленного комплекса Украины является повышение уровня пожарной безопасности объектов по хранению и переработке растительного сырья. К данным объектам относятся: элеваторы, комбикормовые заводы, мукомольные заводы, склады силосного типа, хлебоприемные предприятия, зернохранилища.

Актуальность темы. В настоящее время возникает много пожароопасных ситуаций на предприятиях по хранению и переработке растительного сырья, что приводит к огромным материальным убыткам и даже к человеческим жертвам [12, 25, 92, 124].

Это свидетельствует о низкой эффективности существующих систем предупреждения и предотвращения пожароопасных ситуаций при хранении и переработке сырья. Существующие методы обработки информации, поступающей от систем термоконтроля сырья, не обеспечивают надежного прогноза развития процесса самонагревания с целью своевременного принятия защитных мер. Поэтому является актуальной в научном и практическом отношениях проблема идентификации теплофизических параметров внутренних термоисточников, вызывающих рост температуры сырья при его самонагревании, а также прогнозирование динамики температурного режима с целью вычисления времени достижения пожароопасного состояния. Информация такого плана позволяет провести расчет сил и средств, необходимых для подавления термоисточников, а также определить время, которое имеется для мобилизации этих средств, до начала устранения аварийной ситуации.

Изложенная выше проблема привлекала внимание многих исследователей, что нашло отражение в списке литературных источников. Но в подавляющем большинстве из них динамика температурного поля сырья изучалась на базе решений прямых задач нестационарной теплопроводности. Параметры очагов принимались известными величинами. К сожалению, такой подход трудно реализуем на практике, поскольку обычно нет априорной информации о внутренних термоисточниках. Ее приходится получать путем решения некорректных обратных задач теплопроводности. Поэтому остается актуальным создание методов индентификации теплофизических параметров внутренних очагов самонагревания, а также моделирование и прогнозирование развития температурного режима в сырье по результатам измерений температуры в массиве.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссертационное исследование проводилось в рамках научно-исследовательской работы «Исследование температурных полей самонагревания сырья в силосах элеваторов» (государственный регистрационный № 000U004311).

Цель и задачи исследования. Целью исследований является разработка и апробация методов расчета приростов температур и идентификации параметров очагов при пластовом самонагревании, с последующим температурным прогнозом времени достижения пожароопасных ситуаций на предприятиях по хранению и переработке растительного сырья.