CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 258 1976
УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
Л. К. ПАРФЕНОВ, В. Ф. ПАНИН, А. В. БАНКОВ, А. И. СЕЧИН
(Представлена научным семинаром кафедры радиационной химии)
В практике экспериментального исследования влияния разлцчных факторов на концентрационные пределы (КП) распространения пламени в газах используются различные испытательные устройства — в зависимости от целей исследований и условий, в которых находится газовая смесь [1,2 и др.].
Важными факторами, которые могут повлиять на КП, являются начальная температура, ионизирующие излучения, газовый поток, общее давление смеси.
В связи с большим значением изучения влияния указанных факторов на КП для техники безопасности и теории предельных явлений широкие экспериментальные исследования в этой области представляют существенный интерес.
Для исследования влияния этих факторов на КП распространения пламени парогазовых смесей была изготовлена и испытана установка, состоящая из камеры сгорания, источника зажигания, системы создания газового потока с заданной скоростью, системы термостатирования постоянства начальной температуры исследуемой смеси, системы ультрафиолетового облучения пространства в камере сгорания (рис. 1).
Камера сгорания 4 представляет собой толстостенную цилиндрическую трубу. Нижний торец трубы закрывается кварцевым окном 12, которое зажимается в тефлоновых уплотнителях 13. Верхний торец трубы закрывается фланцем 14, в который ввариваются два вводных штуцера 15. Штуцеры служат для впуска и выпуска горючей смеси. Один из вводных штуцеров во внутренней части камеры соединен с трубкой 9, прижатой к стенке камеры. Трубка проходит через всю камеру сгорания и соединяется внизу с распределителем потока 10, который в виде торои-да с большим числом отверстий. Тороид обеспечивает равномерный поток газовой смеси по камере сгорания. В верхней части камеры сгорания также установлен распределитель потока 16, выполненный из металлической сетки. Камера сгорания перекидными трубопроводами 7 подсоединяется к пневматической схеме установки. Для создания газового потока в камере последовательно ей подключается компрессор 5. Клапанная головка компрессора отделена резиновой прокладкой от цилиндра — для обеспечения герметичности системы при давлениях, отличных от атмосферного.
Максимальная скорость газового потока, которую можно достичь при использовании поршневых компрессоров, зависит от параметров
на электронным потенциометр
Рис. 1. Элсктропневматическая схема установки: 1 — смеситель; 2 — вакуумный насос РВН-20; 3—и-образпый ртутный манометр; 4 — ¡камера сгорания; 5 — поршневой компрессор; 6 - - «сглаживатели» потока; 7 — подводящие трубопроводы; 8 - высоковольтные электроды воспламенения; 9 — соединяющая трубка; 10—распределитель потока, (торондпый); 11—термопара; 12 — кварцевое стекло; 13 — резиновые прокладки; 14 — верхний фланец; 15— штуцеры; 16 — распределитель потока (сеточный); 17 — поворотное устройство; 18 — нагревательная печь; К[—К7; Кр,т — краны.
применяемого компрессора, по которым можно рассчитать максимальные скорости потока в любом сечении трубопроводов по пути его движения. Регулировка скорости потока осуществляется регулировочным краном Крег. Для устранения пульсации потока в пневматической схеме установки предусмотрены «сглаживатели» 6.
В случае низких давлений и медленных потоков последние можно создавать с помощью смесителя 1. Для этого кран Кб закрывается, а краном К* при открытом Кб создается необходимое давление (регистрируемое манометром 3). Затем открывается кран К7, а понижение давления в камере уравновешивается (с помощью крана К4) избыточным давлением смеси в смесителе — в камере устанавливается равномерный поток.
Система термостатирования обеспечивает регулирование начальной температуры в пределах от +20 до +200° С. Основным элементом ее является электронный потенциометр. Он принимает сигнал о величине температуры от термопары 11, установленной внутри камеры сгорания. Термопара 11 используется также для регистрации распространения пламени. Посредством промежуточного реле Р: электронный потенциометр управляет силовой цепью термостатирования, поддерживая начальную температуру в камере сгорания на требуемом уровне.
Источником ультрафиолетового облучения служит лампа ПРК-4, включенная в схему с дросселем Др, конденсаторами Сь С2, Сз и кнопкой пуска К (рис. 1). (Параметры этих элементов определяются типом используемой лампы.)
Для зажигания газовой смеси в нижней части камеры (над распределителем потока 10) помещены электроды разрядного воспламеняющего промежутка. Высоковольтный импульс воспламенения на электроды 8 подается с источника импульсов, описанного в [3]. Поворотное устройство, элемент которого 17 изображен на рис. 1, позволяет исследовать влияние на КП угла между направлением распространения пламени и ускорения силы тяжести.
С помощью описанной установки возможно исследование КП распространения пламени в интервале давлений 10' + 3-103 мм рт. ст., температур +20+200°С, скорости потока 0 + 5,0 м/сек; искровой источник зажигания [3] позволяет исследовать влияние длительности импульса зажигания и его энергосодержания на распространение пламени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Б. Льюис, Г. Эльбе. Горение и взрывы в газах. «Мир», 1968.
2. Пожарная опасность веществ и материалов (справочник). М., Строй-кздат. 1970.
3. В. Ф. Панин, Л. К. Парфенов. ПТЭ, 1970, № 5, 106.
