Научная статья на тему 'УТОЧНЕННЯ КРИТЕРІЮ БЕЗПЕКИ ПРИ АНАЛІЗІ РОЗВИТКУ РОЗРЯДНИХ ПРОЦЕСІВ В ТЕХНОЛОГІЇ ЗАПОВНЕННЯ НАФТОПРОДУКТАМИ ОБ'ЄМІВ'

УТОЧНЕННЯ КРИТЕРІЮ БЕЗПЕКИ ПРИ АНАЛІЗІ РОЗВИТКУ РОЗРЯДНИХ ПРОЦЕСІВ В ТЕХНОЛОГІЇ ЗАПОВНЕННЯ НАФТОПРОДУКТАМИ ОБ'ЄМІВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
3
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
слабко-провідні заряджені рідини / критерій безпеки / квазістатичне поле / напруженість / замкнута екранована система / слабо-проводящих заряженных жидкостей / критерий безопасности / квазистатическое поле / напряженность / замкнутая экранированная система / the liquid bad conducting / criterion of safety / quasi-static field / tension / closed screened system

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — О.Л. Кириллов, О.М. Фролов, С.Р. Сєліверстова, І.А. Сєліверстов

У статті проведений аналіз вибору критерію безпеки технології транспортування слабко-провідних заряджених рідин (СПЗР) в замкнуті об'єми. Така технологія, має регулюючі елементи і завжди містить аналіз якого-небудь параметра, як критерій технології, що обслуговується. Дана технологія вимагає точності діагностування, оскільки пов'язана з фізичними процесами генерації заряду статичної електрики в устаткуванні. Вимога точного діагностування цієї величини ставить перед розробником завдання вибору оптимального критерію вимірюваного параметра, за яким генерується реальна величина управління параметрами технології транспортування при зміні лінійних розмірів об'єкту діагностування і відстані від датчика до точок діагностики. Процес діагностування накопичення енергії електростатичного поля у танку, стає вирішальним, при застосуванні різних режимів заповнення потоку нафтопродуктів. Оскільки аналізу і виміру піддається динамічний рух зарядів рідини, то слід аналізувати квазістатичне поле, що містить нерівномірний розподіл зарядів. Моделювання показує необхідність уточнення критерію аналізу розвитку розрядних властивостей на поверхні слабко-провідних заряджених рідин в замкнутій, екранованій системі. Підхід, що пропонується, спрощено реалізує розташування устаткування і отримання даних для управління системою заповнення об’ємів. Сучасний критерій безпеки, потенціал 𝜑 поверхні слабко-провідних заряджених рідин, має складність в реалізації, завдяки хвилюванню поверхні рідини, великій площі поверхні діагностування, глибині заповнення і віддаленості точок діагностування від датчиків. Новий підхід вимагає розробки нового методу або математичної моделі, де для кожного з нафтопродуктів, що транспортуються, будуть створені відповідні технічні або модельні засоби, що дозволяють визначити максимально безпечні параметри напруженості Еn поля замкнутого об'єму. Розробка, моделювання і конструювання потребують створення діагностики саме динамічної (квазістатичною) форми поля, що повинно бути пов'язано з фізичною моделлю поглинання і виділення енергії об'єму слабко-провідних заряджених рідин.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

УТОЧНЕНИЕ КРИТЕРИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ АНАЛИЗЕ РАЗВИТИЯ РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТЕХНОЛОГИИ ЗАПОЛНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТАМИ ОБЪЕМОВ

В статье проведен анализ выбора критерия безопасности технологии транспортирования слабо-проводящих заряженных жидкостей (СПЗЖ) в замкнутые объемы. Такая технология, имеет регулирующие элементы и всегда содержит анализ какого-либо параметра, в качестве критерия обслуживаемой технологии. Рассматриваемая технология требует точности диагностирования, поскольку связана с физическими процессами генерации заряда статического электричества в оборудовании. Требование точной диагностики этой величины ставит перед разработчиком задачу выбора оптимального критерия измеряемого параметра, по которому генерируется реальная величина управления технологией транспортировки при изменении линейных размеров объекта диагностирования и расстояния от датчика до точек диагностики. Процесс диагностирования накопления энергии электростатического поля в танке становится решающим при применении различных режимов заполнения потока нефтепродуктов. Поскольку анализу и измерению подвергается динамическое движение зарядов жидкости, то следует анализировать квазистатическое поле, содержащее неравномерное распределение зарядов. Моделирование показывает необходимость уточнения критерия анализа развития разрядных свойств на поверхности слабо-проводящих заряженных жидкостей в замкнутой, экранированной системе. Подход упрощенно реализует расположение оборудования и получение данных для управления системой заполнения. Современный критерий безопасности, потенциал 𝜑 поверхности слабо-проводящих заряженных жидкостей, имеет сложность в реализации, благодаря волнению поверхности жидкости, большой площади поверхности диагностирования, глубине заполнения и удаленности точек диагностирования от датчиков. Новый подход требует разработки нового метода или математической модели, где для каждого из транспортируемых нефтепродуктов будут созданы соответствующие технические или модельные средства, позволяющие определить максимально безопасные параметры напряженности Еn поля замкнутого объема. Разработка, моделирование и конструирование потребуют создания диагностики именно динамической (квазистатической) формы поля, что должно быть связано с физической моделью поглощения и выделения энергии объема слабо-проводящих заряженных жидкостей.

Текст научной работы на тему «УТОЧНЕННЯ КРИТЕРІЮ БЕЗПЕКИ ПРИ АНАЛІЗІ РОЗВИТКУ РОЗРЯДНИХ ПРОЦЕСІВ В ТЕХНОЛОГІЇ ЗАПОВНЕННЯ НАФТОПРОДУКТАМИ ОБ'ЄМІВ»

УДК 681.518.52:544.023 002.56 https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2021A3

О.Л. КИРИЛЛОВ

Нацюнальний ушверситет кораблебудування iменi адмiрала Макарова

ORCID: 0000-0002-8021-6340 О.М. ФРОЛОВ

Нацiональний унiверситет кораблебудування iменi адмiрала Макарова

ORCID: 0000-0003-2186-9488 СР. СеЛЮЕРСТОВА

Херсонська державна морська академiя

ORCID: 0000-0003-1015-1593 1.А. СеЛ1ВЕРСТОВ

Херсонський нацюнальний техшчний унiверситет

УТОЧНЕННЯ КРИТЕР1Ю БЕЗПЕКИ ПРИ АНАЛ1З1 РОЗВИТКУ РОЗРЯДНИХ ПРОЦЕС1В В ТЕХНОЛОГИ ЗАПОВНЕННЯ НАФТОПРОДУКТАМИ ОБ'СМШ

У сmаmmi проведений аналiз вибору критерю безпеки технологи транспортування слабко-провiдних заряджених рiдин (СПЗР) в замкнутi об'еми. Така mехнологiя, мае регулюючi елементи i завжди мiстить анализ якого-небудь параметра, як критерш технолога, що обслуговуеться. Дана технологiя вимагае точностi дiагностування, осюльки пов'язана з фгзичними процесами генерацИ заряду статично'1' електрики в устаткувант. Вимога точного дiагностування цiеi величини ставить перед розробником завдання вибору оптимального критерт - вимiрюваного параметра, за яким генеруеться реальна величина управлтня параметрами технологи транспортування при змн лiнiйних розмiрiв об'екту дiагностування i вiдстанi вiд датчика до точок дiагностики. Процес дiагностування накопичення енергИ електростатичного поля у танку, стае вирiшальним, при застосуваннi ргзних режимiв заповнення потоку нафтопродуктiв. Осюльки анализу i вимiру пiддаеться динамiчний рух зарядiв рiдини, то ^д аналгзувати квазiстатичне поле, що мктить нерiвномiрний розподш зарядiв.

Моделювання показуе необхiднiсть уточнення критерт анализу розвитку розрядних властивостей на поверхт слабко-провiдних заряджених рiдин в замкнутш, екрановант системi. Пiдхiд, що пропонуеться, спрощено реалгзуе розташування устаткування i отримання даних для управлтня системою заповнення об'емiв. Сучасний критерш безпеки, потенцiал <р поверхнi слабко-провiдних заряджених рiдин, мае складнкть в реалгзаци, завдяки хвилюванню поверхнi рiдини, великш площi поверхнi дiагностування, глибит заповнення i вiддаленостi точок дiагностування вiд датчиюв. Новий пiдхiд вимагае розробки нового методу або математично'1' моделi, де для кожного з нафтопродуктiв, що транспортуються, будуть створенi вiдповiднi техтчш або модельнi засоби, що дозволяють визначити максимально безпечш параметри напруженостi Еп поля замкнутого об'ему. Розробка, моделювання i конструювання потребують створення дiагностики саме динамiчноi (квазiстатичною) форми поля, що повинно бути пов'язано з ф1зичною моделлю поглинання i видшення енерги об'ему слабко-провiдних заряджених рiдин.

Ключовi слова: слабко-провiднi заряджеш рiдини, критерт безпеки, квазктатичне поле, напружетсть, замкнута екранована система.

О.Л. КИРИЛЛОВ

Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова

ORCID: 0000-0002-8021-6340 А.Н. ФРОЛОВ

Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова

ORCID: 0000-0003-2186-9488 С.Р. СЕЛИВЕРСТОВА

Херсонская государственная морская академия

ORCID: 0000-0003-1015-1593 И.А. СЕЛИВЕРСТОВ

Херсонский национальный технический университет

УТОЧНЕНИЕ КРИТЕРИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ АНАЛИЗЕ РАЗВИТИЯ РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТЕХНОЛОГИИ ЗАПОЛНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТАМИ ОБЪЕМОВ

В статье проведен анализ выбора критерия безопасности технологии транспортирования слабо-проводящих заряженных жидкостей (СПЗЖ) в замкнутые объемы. Такая технология, имеет регулирующие элементы и всегда содержит анализ какого-либо параметра, в качестве критерия обслуживаемой технологии. Рассматриваемая технология требует точности диагностирования,

поскольку связана с физическими процессами генерации заряда статического электричества в оборудовании. Требование точной диагностики этой величины ставит перед разработчиком задачу выбора оптимального критерия - измеряемого параметра, по которому генерируется реальная величина управления технологией транспортировки при изменении линейных размеров объекта диагностирования и расстояния от датчика до точек диагностики. Процесс диагностирования накопления энергии электростатического поля в танке становится решающим при применении различных режимов заполнения потока нефтепродуктов. Поскольку анализу и измерению подвергается динамическое движение зарядов жидкости, то следует анализировать квазистатическое поле, содержащее неравномерное распределение зарядов.

Моделирование показывает необходимость уточнения критерия анализа развития разрядных свойств на поверхности слабо-проводящих заряженных жидкостей в замкнутой, экранированной системе. Подход упрощенно реализует расположение оборудования и получение данных для управления системой заполнения. Современный критерий безопасности, потенциал <р поверхности слабо-проводящих заряженных жидкостей, имеет сложность в реализации, благодаря волнению поверхности жидкости, большой площади поверхности диагностирования, глубине заполнения и удаленности точек диагностирования от датчиков. Новый подход требует разработки нового метода или математической модели, где для каждого из транспортируемых нефтепродуктов будут созданы соответствующие технические или модельные средства, позволяющие определить максимально безопасные параметры напряженности Еп поля замкнутого объема. Разработка, моделирование и конструирование потребуют создания диагностики именно динамической (квазистатической) формы поля, что должно быть связано с физической моделью поглощения и выделения энергии объема слабо-проводящих заряженных жидкостей.

Ключевые слова: слабо-проводящих заряженных жидкостей, критерий безопасности, квазистатическое поле, напряженность, замкнутая экранированная система.

O.L. KIRILLOV

National University of Shipbuilding named after Admiral Makarov

ORCID: 0000-0002-8021-6340 A.N. FROLOV

National University of Shipbuilding named after Admiral Makarov

ORCID: 0000-0003-2186-9488 S.R. SELIVERSTOVA

Kherson State Maritime Academy

ORCID: 0000-0003-1015-1593 I.A. SELIVERSTOV

Kherson National Technical University

CLARIFICATION OF CRITERION OF SAFETY AT ANALYSIS OF DEVELOPMENT BIT PROCESSES IN TECHNOLOGY OF FILLING OIL PRODUCTS OF VOLUMES

In the article the analysis of choice of criterion of safety of technology of portage of the liquid bad conducting (LBC) in the reserved volumes. Such technology, has regulative elements and always contains the analysis of some parameter, as a criterion of the served technology. The examined technology requires exactness of diagnosticating, as related to the physical processes of generation of charge of static electricity in an equipment. The requirement of exact receipt of this size sets the problem of choice of optimal criterion before a developer - measureable parameter on which the real size of management technology of transporting at the change of linear sizes of object of diagnosticating and distance is generated from a sensor to the points of diagnostics. The process of diagnosing the accumulation of energy of the electrostatic field in the tank becomes decisive when using various modes of filling the flow of oil products. Since the dynamic motion of charges in a liquid is analyzed and measured, it is necessary to analyze a quasi-static field containing an uneven distribution of charges.

A design shows the necessity of clarification of criterion of analysis of development of bit properties on the surface of the liquid bad conducting in the closed, screened system. Approach simplified will realize the location of equipment and receipt of data for a management the system offilling. The modern criterion of safety, potential <p of surface of the liquid bad conducting, has complication in realization, due to agitation, large area of surface of diagnosticating, depth of filling and remoteness of points of diagnosticating from sensors. New approach requires development of new method or mathematical model, where for each of transported нефтепродуктов corresponding technical or model facilities, allowing to define the maximally safe parameters of tension En of the field of the reserved volume, will be created. Development, design and constructing, will demand creation of diagnostics exactly of dynamic (quasi-static) form of the field, that it must be related to the physical model of absorption and selection of energy of volume of the liquid bad conducting.

Keywords: the liquid bad conducting, criterion of safety, quasi-static field, tension, closed screened

system.

Постановка проблеми

Головна частина технологи заповнення замкнутих o6'eMiB заряджаючими слабко-провщними рщинами (СПЗР), що вiдповiдаe за безпеку свого проведення, пов'язана з перевищенням накопичення енерги електростатичного поля в рщит i точного дiагностування критерш, а тому вимагае аналiзу i переосмислення видiленого критерiю для оцшки працездатностi технологiчного циклу, який тдвержений спостереженню. Залежно вiд алгоритму проведення цього процесу визначаеться ряд чиннишв, що впливають на працездатнiсть технологи, а також, найголовнiше - безпека його проведення.

У основi технологи транспортування заряджених рiдин (СПЗР), що слабо-проводять, лежить неухильне дотримання технолопчних режимiв витрати F [1,2,3], яка призводить до накопичення в просторi СПЗР заряду, завдяки взаемоди рухомо! речовини зi стiнкою транспортного трубопроводу [4]. У заповнюваному об'емi СПЗР накопичуеться заряд, який поступово зростае. Якщо не враховувати цього процесу накопичення, може статися процес мимовшьного видiлення накопичено! надлишково! енерги цього заряду на поверхш заповнювано! СПЗР на стшки танка у формi розряду [1,2,3]. Описаний стан в данш технологи е перевищенням норм витрати, залежно ввд рiвня заповнення [1,2] в результата вiдхилення ввд програми затоки. Данi процеси виникають в результатi не лiнiйностi функци n = f(F) м1ж обертами на валу насоав n i !х величинами витрати F.

Таким чином, для цього технолопчного процесу розробляють систему управлiння, яка хоч i справляеться з поставленим запрограмованим завданням, проте, виникае необхiднiсть в додатковш ланцi - дiагностичнiй, осшльки СПЗР - горючi рiдини.

На "Мiжнароднiй конференци iз статично! електрики", в Лондонi [5], англiйськими фiзиками був сформульований критерiй, що визначае безпеку процесу транспортування СПЗР. У якосп критерш безпеки - був визначений потенщал поверхнi СПЗР (обласп роздiлу просторiв: пароповiтряного (ПП) « (СПЗР), який прирiвняли до величини ф < 40 кВ. При цьому гарантувалася вiдсутнiсть i виникнення розряду, який запалюе над поверхнею рiдини пароповиряну сумiш [5]. Аналiз i дослщження привели до зниження рiвня критерш до величини ф < 25 кВ [2,3], виключивши неточностi i похибки вимiру в ходi проведення операцiй транспортування нафтопродукпв, використовуваних на нафтових шдприемствах. Основним критерiем, яким користувалися на той момент часу була напружешсть поля в цен^ заповнюваного об'ему.

На тимчасовий момент ця характеристика виявилася параметром, який характеризуе увесь шар дiелектрика, а тому охоплюе увесь спектр електричних процесiв усерединi речовини, у тому чи^ i вихiд на поверхню енерги з нього, на вщшну вiд потенщалу, який характеризуе тшьки плiвку - результат на поверхш СПЗР. З'ясувалося також, що розподш електростатично! енерги зарядiв в заповнюванш в танках рiдинi нерiвномiрний, що потребуе додаткового вивчення процесу.

Таким чином, процес вибору критерш безпеки дано! технологи перемщення нафти i нафтопродукпв з одного об'ему в шшш, представляе собою аналiз рiвня безлiчi рiзних параметрiв, з яких вибирають iнтегральну величину, яка найдостовiрнiше аналiзуе стан безпеки технологiчного ланцюга перемiщення рiдкого вантажу.

Пiд безпекою дано! технологи розумiють стан накопичення електростатичного заряду в елементах устаткування, в яких здатна вившьнятися його електростатична енергiя у виглядi розряду. Найбшьш небезпечною областю для видшення розряду в технологiчному процесi, знаходиться усередиш заповнюваного об'ему (танка), над поверхнею рщкого вантажу, що транспортуеться в танк, нафтопродукту.

Явище розрядiв, в данш обласп, зазвичай призводить до пожеж1 або вибуху [1-4], залежно вщ концентрацil пари рiдини в пароповиряному просторi над нею, ll температурою i стану вологостi. Тому, процес дiагностування накопичення енергil електростатичного поля у танку, стае виршальним, при застосуванш рiзних режимiв заповнення потоку нафтопродукпв. Осшльки анал1зу i вимiру пiддаеться динамiчний рух зарядiв разом iз СПЗР, що транспортуеться, то слщ аналiзувати квазiстатичне поле, то - е поле, що мютить нерiвномiрний розподiл зарядiв. Дане завдання ускладнено не лише аналiзом вибраного критерiю, але i самим вибором його, при проектуванш заповнюваних об'емiв, виходячи з можливостей конструкторсько! реалiзацil процесу дiагностування.

Таким чином, ршення ц^е! складно! задачi мае розвиток напрямiв в рiзних областях дослщжувано! технологi!, але при цьому вимагаеться достовiрнiсть отриманого результату дiагностування стану енергi! квазiстатичного поля, яка сигналiзуе вiдсутнiсть стану вивiльнення заряду накопичено! енерги в будь-як1й точщ поверхнi заповнюваного нафтопродукту. Вибiр критерш дiагностування, а також, самого способу отримання стiйко! величини дiагностування, при транспортуванш рiдкого заповнюваного нафтопродукту, привели до аналiзу рiзних характеристик i властивостей квазiстатичного поля.

Математичш методи дискретизацп процесу д1агностування, на р1зних етапах руху СПЗР, що транспортуеться, привели до д1агностики параметр1в енергп поля кшцево! обласп перемщення рщкого нафтопродукту, тобто в танку. Таким чином, процес вибору критерш 1 його д1агностики визначаеться анал1зом кшцево! обласп транспортування нафтопродукту. Слад також пам'ятати про динамжу поширення заряду в досить великих об'емах нафтопродукту, що породжують р1зш розподши потенщалу на поверхш СПЗР, руа поверхневих 1 внутршшх струм1в в рщит, а також и нагр1в. Пдродинамжа рщини у великих об'емах викликае поверхневе хвилювання, а тому, нестабшьне д1агностування потенщалу на поверхш, при використанш локальних датчиков, налаштованих на конкретну точку поверхш рщини.

Сукупшсть перерахованих чинник1в не лише впливае на результат д1агностування, але 1 на складшсть конструювання активного елементу датчика, що розробляеться, з отриманням точно! реал!зацп вишру р1вня критично! величини безпеки технолог!! перекачування СПЗР.

В!дсутн!сть реал!зац!! точного ! гарантованого результату потенц!алу поверхш СПЗР, в процес! заповнення замкнутих об'ем!в нафтопродуктами, вимагае зм!ни парадигми в п!дход! до д!агностування критерш безпеки технолог!!, що проводиться.

Динамжа змши в!дстан! в!д датчика до дослщжувано! поверхн! ! кваз!статичне поле, утворене нер!вном!ршстю розпод!лу заряд!в в шарах СПЗР, вимагають зм!ни тдходу до процесу д!агностики стану безпеки дано! технолог!!'. З'явилася необхвдшсть в дослщженш критер!ю заповнювано! СПЗР одночасно в дешлькох м!сцях !! заповнення, що було тдказало не лише ф!зикою стану виникаючого поля, але ! математичним описом досл!джуваного простору.

Цей тдхвд дозволяе визначити стан розпод!лу енерг!!' заповненого продукту ! м!сць виходу !! до поверхн!. У зв'язку з цим вим!р д!! динам!ки внутр!шн!х енергетичних процеав, що в!дбуваються в СПЗР, ! зм!на !! л!н!йних параметр!в при заповненш - вимагае анал!зу поля усього об'ему рщини.

В результат! для цього, наприклад, п!дходить параметр даагностики, - напружен!сть Е поля.

Виникнення !нших величин, що характеризують поле, ! !х отримання розглядаеться в роботах

[6,7].

Анал!з проведено! проблеми у введенн! не дозволяе зупинитися на вибор! конкретного параметра, вибраного як критерш, проте мае можливють проанал!зувати п!дх!д до ршення задач! безпеки транспортування, при застосуванш д!агностики параметра напруженост! поля Е при утворенш заповненням в танку структурою, яка складаеться з 2-х д!електришв. Тобто, розпод!л заряд!в генерують напруженост! Ег { Е2 у шарах пароповггряного простору ! само! рщини, як! впливають на тонку пл!вку поверхн! нафтопродукту, викликаючи в нш розрядн! явища.

Цей шдхщ б!льш точно ! наочно описуе ф!зику процесу утворення розрядних явищ на поверхн! заповнювано! р!дини ! легше д!агностуемо.

Аналiз останнiх досягнень i публiкацiй

У статтях ! науковому п!дход! до досл!джувано! проблеми [1-8] пропонований п!дх!д до анал!зу безпеки мае ряд переваг ! особливо при побудов! засоб!в д!агностування.

Ран!ше под!бного п!дходу до проблеми безпеки не було, оскшьки не розглядався взаемозв'язок понять заряд ! спос!б його вив!льнення з середовища у вигляд! розряду.

Ран!ше в роботах [2,3] передбачалося застосування одного датчика анал!зу напруженост! поля на увесь об'ем заповнювано! рщини, при цьому не розглядалося д!агностика квазютатично! природи електромагн!тного поля.

Даною вим!рювальною характеристикою критер!ю безпеки, технолог!чного процесу транспортування СПЗР, що проводиться, найточшше може виступати т!льки напружен!сть Е досл!джуваного поля, оск1льки вим!р може бути отриманий усередин! будь-якого з д!електрик1в, а не на поверхн! !х розд!лу.

Для вир!шення ще! проблеми сл!д розд!лити прост!р д!агностування на област! ! методом пор!вняння св!дчень в р!зних областях вибрати найбшьш високу величину, що характеризуе критичне значення отриманого параметра з точки зору анал!зу безпеки. Параметр знятий з ц!е! точки повинен характеризувати безпеку процесу. Величину дослщжуваного критерш визначають по отриманих результатах проведених лабораторних досл!джень стану поля в д!електрику, який складаеться з 2-х шар!в ! здатний шщшвати або генерувати розряд.

Розробка методу вим!ру напруженост! Е поля, в якосп основного критер!ю безпеки, при транспортуванш СПЗР в замкнут! об'еми, виявилося досить емк1м завданням, оскшьки вимагае додаткового досл!дження у вид!:

- проведения лабораторних випробувань ! створення баз даних цих критичних значень композиц!й пар напруженост! - Еъ Е2 при в!дпов!дних розм!рах !х шар!в або об'емах (1111) « (СПЗР), для кожного нафтопродукту;

- розробки методики вим!ру пропонованих параметр!в поля;

- розробки способiв автоматизаци процесу вимiру i управлiння насосними установками.

Формулювання мети дослiдження

Розробка методу вимiру параметра, напруженостi Е поля, наближеного до реального результату, в процеа аналiзу стану безпеки СПЗР, що транспортуеться, при рiзних режимах заповнення замкнутих об'eмiв.

Викладення основного матерiалу дослiдження

У разi нашого дослiдження - спостерiгаеться двошаровий дiелектрик з рiзними властивостями £1 та е2, через областi яких проходить нормальна складова електрично! iндукцп Бп поля, енергiя накопиченого електростатичного заряду в СПЗР [6,7]. Електрична iндукцiя Оп, проходячи обидва дiелектрики, зпдно спiввiдношення е1Е1 = £2Е2, створюе в дiелектриках рiзнi напруженостi Е1 Ф Е2, як1 впливають з обох сторш рiзних матерiалiв на плiвку поверхнi СПЗР, створюючи в нш розряднi процеси, що призводять до появи i розвитку розрядiв пiд час заповнення об'емiв, - що е наслвдком небезпеки дано! технологи [1,8,9].

Слад також враховувати зм^ об'ему кожного з дiелектрикiв в процесi заповнення, а зменшення об'ему дiелектрика V 4^ веде до зниження електрично! мiцностi обласп, яка екранована стiнками резервуару, на як розвиваються розряднi процеси. При дiагностуваннi електричного стану фiзичного процесу заповнення об'ему зарядженою рiдиною, вщповщае параметр напруженостi поля Е усередиш дiелектрикiв.

Також слiд враховувати квазютатичне поле, тобто нерiвномiрнiсть розподiлу зарядiв в заповнюваному об'емi СПЗР - що вщповщае нерiвномiрностi розподiлу заряду в рщит i вiдповiдно до рiзно! напруженостi в рiзних точках заповнюваного простору. Звiдки параметр, який гарантовано здiйснюе повний аналiз стану дiелектрика у квазiстатичному полi, - напружешсть Е у рiзних його точках.

З огляду на вищезазначеш умови дiагностування цього процесу слщ проводити як рiзницю напруженостi в областях дослщжуваних дiелектрикiв Е1— Е2 Ф 0. Для охоплення дослщжувано! областi датчиками напруженостi !х доцшьно розмiстити по крокам, утворюючи сггку точок розмiщення на днi i даху об'ему (рис. 1), що вщповвдае математичному опису i аналiзу стану процесу.

Рис. 1. Дослвджувана область (об'ем)

Процес розробки i аналiзу передбачуваного процесу дiагностування вказуе на необхщшсть в проведеннi додаткового дослщження, що полягае в створенш стенду або математично! моделi за визначенням дi! рiзних комбiнацiй напруженосп (Ё1,Е2) на плiвку поверхш рiзних СПЗР при рiзних рiвнях його заповнення.

Результат такого аналiзу дае гарантоване розумiння дi! напруженосп на поверхню нафтопродукту, що дозволить створити лабораторну базу даних, на пiдставi яких можна стверджувати про стан розвитку розрядних явищ на поверхш СПЗР.

Осшльки на справжнш момент процес дiагностування здiйснювати по потенщалу поверхнi СПЗР скрутно, що пов'язано з додатковими розробками чутливих елеменпв дiагностуючих приладiв, згiдно [7], мае сенс змшити вимiрюваний параметр (критерш) електростатичного поля - потенщал поверхнi, на рiзницю напруженостi АЕ = Е^^ — Е2. Останнiй параметр точнiше описуе фiзичний процес, оск1льки оцiнюе усю енерпю дослiджувано! областi в дотичних дiелектриках i вказуе на мюце зосередження енергетичного сплеску - мюця виходу енергi! поля, мiсце розряду.

Сам критерiй напруженостi легко дiагностувати за допомогою елементiв Холу. Осшльки вони яквихщний сигнал мають постшну складову. Топологiя розташування !х в заповнюваному об'емi достатня на дш i даху заповнюваного простору, а електрична схема включения елеменпв - зустрiчна, що дозволяе визначити величину напруженосп АЕ = Е1— Е2 у поверхневш плiвцi СПЗР.

Для визначення максимально-безпечних значень напруженосп в заповнюваному o6'emî слiд розташувати датчики Холу попарно (дах-дно) з певним кроком розташування по осях X - Y паралельно площини розд^ просторiв СПЗР^ПВ (рис.1).

Для знаходження точки виходу максимально! енерги Wmax квазiстатичного поля слiд виробити комп'ютерний аналiз напруженостi в уах точках дослiджуваного простору, знайти ïï максимальне значения àEmax i порiвняти його з базовою табличною характеристикою, отриманою в результатi досвiдченоï перевiрки лабораторним чином безпосередньо на моделях або математичним аналiзом електрофiзичних властивостей СПЗР.

Обговорення результат

Розглянутий аналiз пропонованого критерiю, який дiагностуe фiзичний процес заповнення замкнутого об'ему по параметру напруженосп Е квазютатичного поля, показуе наступне:

- здатнiсть отримання реального результату дослiджуваноï величини в усьому заповнюваному

об'емц

- отримання реальноï картини безпеки без додаткових витрат на побудову i розробку спещальних прилад1в i складання програм попереднього опису стану безпеки технолопчного процесу заповнення;

- простоту проведення аналiзу - методом перiодичного дiагностувания показнишв датчиков , i порiвияния серп сввдчень з табличним значенням ;

- серiя свiдчень виявляе максимальне значення напруженостi àEmax i обласп скупчення зарядiв для розвитку розрядних явищ;

- пропонуемий шлях розвитку вимагае проведення дослiджень нафтопродуктiв на даю максимально!' напруженосп поля усередиш замкнутого об'ему для отримання амейства табличних значень критерiю в плiвцi поверхнi СПЗР, при визначеннi стану безпеки технологи заповнення.

Висновки

Результат проведеного аналiзу показуе уточнення критерш при розглядi розвитку розрядних явищ на поверхш СПЗР в замкнутш, екрановашй системi, що складаеться з 2-х даелектришв з рiзними властивостями i однаковим джерелом електростатичного поля у виглядi заряду, що накопичуеться, в доставленiй в танк рщит.

Сучасний пiдхiд у визначеннi критерш безпеки через потенщал <р поверхш СПЗР мае складшсть в реалiзацiï завдяки:

- хвилюванню СПЗР;

- великш площi поверхнi дiагностувания;

- перепадi рiвия рiдини в танку в процеа заповнення;

- екрашзаци приладiв у зв'язку з високим потенцiалом усерединi танка.

Альтернативний (запропонований) пiдхiд дозволяе спрощено реалiзувати дiагностувания з допомогою:

- розташування датчиков;

- отримання стiйких даних для управлшня насосною установкою.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В той же час новий пвдхвд вимагае розробки стенду або математично1' модел^ де для кожного з нафтопродукпв, що транспортуються, будуть створенi ввдповвдт технiчнi або модельнi засоби, що дозволяють визначити максимально безпечнi параметри по напруженостi Еп даного поля замкнутого об'ему [10,11].

У додаванш до аналiзу матерiалу технологiя створення датчиков параметрiв реалiзацiï "потенцшного напряму розвитку дiагностики" дано1' технологiï, зажадае додаткових витрат для внесення змш до 1'х мiкропроцесорноï структури i конф^урацп додаткових розробок програмного змюту, а також ускладнюючих засобiв контролю i властивосп захисту вiд силових полiв.

Запропонована, альтернативна версiя - вимагае тшьки проведення серiï дослщв в лабораторiях високо1' напруги, пов'язано1' з рiзними нафтопродуктами для визначення i класифжацп 1'х параметричних даних для порiвняння [11].

Список використано'1 лiтератури

1. Кириллов О.Л. Исследование и автоматизация безопасного транспортирования нефтепродуктов: [Монография ч-I] / О.Л. Кириллов - Херсон: ХНТУ, 2017. - 413 с.

2. Галка В.Л. Электростатическая безопасность нефтеналивных судов и кораблей. / В.Л. Галка. - СПб.: Элмор. 1998. - 188с.

3. Максимов Б.К., Обух А. А., Тихонов А.В. Электростатическая безопасность при заполнении резервуаров нефтепродуктами. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 154с.

4. Галка В.Л., Шигловский К.Б. Вопросы электростатической защиты танкеров // Судостроение. №10. 1993 г.

5. Критерий электростатического воспламенения: материалы Международной конференции по статическому электричеству, Лондон, декабрь, 1977г.: Лондонский институт физики, 1977г. - 150с.

6. ОСТ 5. 6186-83. Защита нефтеналивных судов от статического электричества. Технические требования.

7. РД31. 81. 21. 94. Руководство по электрической безопасности нефтеналивных судов.

8. Галка В. Л. Техническая диагностика в задачах электростатической защиты грузовых систем нефтеналивных судов: Учеб. пособ. СПб. Академия судостроения. 1998 г.

9. Френкель Я.Н. К теории электрического пробоя в диэлектриках и электронных полупроводниках. ЖЭТВ. 1998. т.8.

10. Полянский B.A., Файззулин P.T., Панкратьева И.Л., Сахаров В.И. Численное моделирование электрогидродинамического течения слабопроводящей жидкости в канале при наличии инжекции заряда в поток // Доклады IV Международной конференции "Современные проблемы электрогидродинамики и электрофизики жидких диэлектриков". СПб.,1996. С. 121-129.

11. Миротворский В.О. Стишков Ю.К. Влияние приэлектродных реакций на распределение электрических характеристик системы электроды - жидкий диэлектрик (численный эксперимент) // Современные проблемы электрогидродинамики и электрофизики жидких диэлектриков: Тезисы докладов III Междунар. Конф. 28 июня - 1 июля. Петродворец. - СПб. 1994. с. 94.

Referenses

1. Kirillov O.L. Issledovaniye i avtomatyzatsiya bezopasnogo transportirovaniya nefteproductov: [Monografiya-ch-I]/ O.L. Kirillov . Kherson: HNTU, 2017. 413 p.

2. Galka V.L. Elektrostaticheskaya bezopasnost neftenalivnih sudov & korabley. /V.L. Galka. -SPb.: E'lmor. 1998. 188 p.

3. Maksimov B.K., Obuh A.A., Tihonov A.B. Elektrostaticheskaya bezopasnost pri zapolnenii rezervuarov nefteproductami. M.: Energoatomizdat. 1989. 154 p.

4. Galka V.L., Sheglovskiy K.B. Voprosy elektrostaticheskoy zashity tankerov // Sudostroyeniye. №10. 1993.

5. Kriteriy elektroctaticheskogo vosplameneniya: materialy Mezhdunarodnoy konferentzii po staticheskomu elektrichestvu, London, desember, 1977g.: Londonskiy institute fiziki, 1977. 150 p.

6. OST 5. 6186-83. Zashita neftenalivnih sudov ot staticheskogo elektrichestva. Теhnicheskiye trebovaniya.

7. RD31. 81. 21. 94. Rukovodstvo po elektricheskoy bezopasnosty neftenalivnih sudov.

8. Galka V.L. Tehnicheskaya diagnostika v zadachah elektrostaticheskoy zathity gruzovih system neftenalivnih sudov: Ucheb. posob. SPb. Akademiya sudostroeniya. 1998.

9. Frenkel Y.N. K teorii elektricheskogo proboya v dielektrikah I elektronnih poluprovodnikah. ZhETV. 1998. T.8.

10. Polyanskiy V.A., Fayzzulin R.T., Pankratyeva I.L., Saharov V.I. Chislennoye modelirovaniye elektrogidrodinamicheskogo techeniya ckfboprovodyashey zhidkosty v kanale pri nalichii inzhektziizaryadav potok // Doklady IV Mezhdunarodnoy konferentzii "Sovremenniye problem elektrogidrodinamiky I elektrofiziky zhidkih dielektrikov". StPetersburg, 1996. P. 121-129.

11. Mirotvorskiy V.O., Stishkov U.K. Vliyaniye prielektrodnih peaktziy na raspredeleniye elektricheskih harakteristik sistemy elektrody - zhidkiy dielektrik (chislenniy eksperiment) //Sovremenniye problemy elektrogidrodinamiki I elektrofiziki zhidkih dielektrikov: Tezisi dokladov III Mezhdunar. Konf. 28 iunya - 1 iulya. Petrdvoretzh. StPetersburg. 1994. P. 94.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.