Теоретический расчет основных параметров горения и тушения пожаров газовых фонтанов
Курсовой проект - Безопасность жизнедеятельности
Другие курсовые по предмету Безопасность жизнедеятельности
Оглавление
Введение
1.Горение газов
1.1Общие закономерности кинетического режима горения
.2Влияние различных факторов на скорость распространения пламени
1.3Диффузионное горение газов
1.4Особенности горения газовых струй. Условия стабилизации пламени
.5Оценка дебита горящих газовых фонтанов
2.Методы тушения пожаров газовых фонтанов
2.1 Использование импульсных струй жидкости высокой скорости для тушения газовых факелов
.2 Современные способы тушения газовых фонтанов
.3 Перспективные направления разработки устройств для тушения газовых фонтанов
.4 Схема проведения эксперимента
.5 Эксперименты по тушению газового факела при помощи ИВ
3.Расчет расхода воды, требуемого для прекращения горения газового фонтана
4.Исходные данные для расчета
.Расчет основных параметров горения и тушения пожара газового фонтана
Выводы
Список литературы
Введение
Увеличивающаяся с каждым годом добыча нефти и газа, ежегодный объем которой в настоящее время в стране составляет сотни млрд. м3, повышает вероятность аварийных ситуаций, которые могут сопровождаться крупными пожарами, большими материальными потерями, ухудшением экологической обстановки в зоне пожара и прилегающих районах, а нередко и человеческими жертвами. Это обусловливается отказом механизмов, нарушением технологии добычи, природными катастрофами и приводит к серьёзным авариям.
Борьба с пожарами на нефтяных и газовых месторождениях, часто находящихся в труднодоступных районах, требует привлечения огромных материально-технических ресурсов и может длиться неделями. Затраты на тушение нередко составляют миллионы рублей. Вред, нанесённый окружающей среде в зоне пожара и прилегающих районах, точно оценить практически невозможно.
Пожары на открыто фонтанирующих газонефтяных скважинах являются одними из наиболее сложных видов промышленных аварий.
Некоторое представление о пожаре на фонтанирующей скважине можно получить по следующим данным: дебит мощных газовых фонтанов может достигать 10 - 20 миллионов кубометров в сутки, высота горящего факела - 80 - 100 м, а интенсивность тепловыделения в факеле - несколько миллионов киловатт.
Целью курсовой работы Теоретический расчет основных параметров горения и тушения пожаров газовых фонтанов является выработка навыков использования теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины Физико-химические основы развития и тушения пожаров при проведении расчетов параметров пожаров и расхода огнетушащих веществ.
В результате выполнения курсовой работы студент должен знать и уметь оценивать расчетными методами:
режим истечения газового фонтана;
параметры пожара газового фонтана;
адиабатическую и действительную температуры пламени;
интенсивность облучённости от факела пламени в зависимости от расстояния до устья скважины;
расход воды на тушение пожара газового фонтана.
1. Горение газов
При изучении дисциплины Теория горения и взрыва были рассмотрены различные режимы горения газов: кинетический и диффузионный, ламинарный и турбулентный. Кинетическое горение возможно только в предварительно перемешанных смесях горючего и окислителя. Во всех остальных случаях горение будет протекать в диффузионном режиме. При возрастании высоты пламени (обычно выше 30 см) ламинарное пламя практически всегда приобретает турбулентный характер.
1.1 Общие закономерности кинетического режима горения
Если с помощью оптического прибора рассмотреть кинетическое пламя в неподвижной горючей смеси, то можно увидеть следующую картину (рис. 1). Справа находятся нагретые до высокой температуры продукты горения (Тпг), слева ? холодная с температурой (Т0) исходная горючая смесь, а между ними ? ярко светящаяся полоска ? фронт пламени с толщиной (?). Горючий компонент во фронте пламени сгорает, и в продуктах горения его концентрация практически равна нулю. Естественно, температура продуктов горения, равная температуре зоны горения (Тг), больше температуры исходной смеси (Т0) Тпг = Тг >> Т0. Поскольку теплота передается от горячего тела к холодному, в сторону исходной смеси будет идти тепловой поток (q), нагревая прилегающий к ней слой, так называемую зону подогрева. Передача теплоты от нее осуществляется теплопроводностью.
Рисунок. 1. Схема фронта (а) и изменение температуры и концентрации горючего (б) в кинетическом пламени: ?ПОД - зона подогрева; ?ГОР - зона горения; ?ФП - фронт пламени; uн - нормальная скорость распространения пламени
Смесь в этом слое воспламенится при достижении температуры самовоспламенения (Тс?). Зона горения переместится в сторону исходной смеси,двигаясь от слоя к слою. Фронт пламени будет непрерывно перемещаться до самой границы горючей смеси. Такое распространение пламени называют нормальным или дефлаграционным горением. Нормальное или дефлаграционное горение ? это распространение пламени по однородной горючей среде, при котором фронт пламени движется вследствие ее послойного разогрева по механизму теплопроводности от продуктов горения. Толщина фронта пламени (?фП), как правило, не превышает десятых долей миллиметра. Поэтому его обычно принимают за поверхность, отделяющую исходную смесь от продуктов горения. Как показали исследования, своим свечением фронт пламени обязан многоатомным радикалам: С=С:, :CH?, .HCO и др. Есть в пламени и ионы, концен?/p>