CC BY
27
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ПЛАМЕННОЕ ГОРЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Пермяков А.В. Email: [email protected]
Пермяков Арсений Владимирович — старший преподаватель, кафедра пожарной и промышленной безопасности, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа
Аннотация: в статье рассмотрен способ тушения пламенного горения ароматических углеводородов с помощью электрического поля высокой напряженности. Представлены основные результаты и описана методика проведения экспериментальных исследований по тушению пламени при горении некоторых веществ ароматического ряда: бензола, фенола, нафталина, а также приведена расчетная формула, на основании которой проводились расчеты напряженности электрического поля. Описан механизм воздействия электрического поля на структуру пламени горения различных веществ.
Ключевые слова: тушение пламени электрическим полем, ароматические углеводороды, напряженность электрического поля, способы тушения пожаров, прекращение горения.
INFLUENCE OF ELECTRIC FIELD ON FLAME BURNING OF AROMATIC HYDROCARBONS Permyakov A.V.
Permyakov Arseniy Vladimirovich — Senior Lecturer, DEPARTMENT OF THE UNIVERSITY FIRE AND INDUSTRIAL SAFETY, UFA STATE PETROLEUM TECHNICAL UNIVERSITY, UFA
Abstract: the article discusses a method of quenching the flame combustion of aromatic hydrocarbons using an electric field of high tension. The main results are presented and the methodology for conducting experimental studies on the extinguishing of the flame during combustion of some substances of the aromatic series: benzene, phenol, naphthalene is described, and also a calculation formula is given, based on which the electric field was calculated. The mechanism of the effect of an electric field on the structure of the combustion flame of various substances is described. Keywords: extinguishing a flame by an electric field, aromatic hydrocarbons, electric field strength, methods of extinguishing fires, stopping combustion.
УДК 614.842.616
В отраслях ТЭК в настоящее время общее число производственных объектов достигло более 1 млн. 355 тыс. Из них в нефтепереработке около 44 тыс. Доля отработавшего ресурс оборудования в нефтяной промышленности достигла 80%.
В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения: изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода путем разбавления воздуха негорючими газами (углеводы СО2 < 12-14%), охлаждение очага горения ниже определенных температур, интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени, механический срыв пламени струей газа или воды, создание условий огнепреграждения. Кроме традиционных способов тушения существует еще тушение пламени с помощью электрического поля.
При горении во фронте пламени продукты горения и окислитель находятся в ионизированном состоянии. Если пламя разместить между электродами, которые подключены к источнику постоянного тока, создающего напряженность электрического поля между электродами, например 1-3 кВ/см, то ионизированные и разноименно заряженные продукты горения и окислитель будут интенсивно притягиваться к электродам, имеющим противоположный знак заряда, в результате чего окислительно-восстановительная реакция во фронте пламени прекратится и пламя погаснет.
Проведены исследования по влиянию некоторых параметров на гашение пламени. Для проведения опыта в качестве электродов использовались медные пластины, площадью S=25 см2. В качестве отрицательного электрода используется неподвижная пластина. Положительный электрод использовали для изменения расстояния между ними. Начальное расстояние между электродами составляет 1 см. Между электродами в ходе испытаний, помещались пламени горения бензола, фенола и нафталина. Задавались следующие параметры:
расстояние между электродами в момент гашения, напряжение гашения. По полученным результатам построены графики зависимости напряжения гашения от расстояния между электродами в момент гашения [1].
В Таблицах 1 - 3 сведены данные проведенных исследований.
Таблица 1. Результаты исследования бензола тушения пламени горения бензола
Расстояние между электродами в момент гашения, см Напряжение гашения, кВ Напряженность электрического поля, кВ/см
2 1,4 0,7
4 3,1 0,77
5 4,3 0,86
9 7,5 0,83
10 10,2 1,02
12 12,6 1,05
15 15,3 1,02
19 19,3 1,02
20 21,2 1,06
Таблица 2. Результаты исследования бензола тушения пламени горения фенола
Расстояние между электродами в момент гашения, см Напряжение гашения, кВ Напряженность электрического поля, кВ/см
2 1,9 0,95
4 4,2 1,05
5 4,8 0,96
7 7,2 1,02
9 8,6 0,95
10 10,3 1,03
12 11,9 0,99
15 14,8 0,98
17 17,5 1,03
19 19,1 1,01
20 19,8 0,99
Таблица 3. Результаты исследования бензола тушения пламени горения нафталина
Расстояние между электродами в момент гашения, см Напряжение гашения, кВ Напряженность электрического поля, кВ/см
2 1,7 0,85
4 3,9 0,97
5 5,3 1,06
7 6,8 0,97
9 9,2 1,02
10 9,8 0,98
12 12,3 1,03
15 15,1 1,01
17 17,4 1,02
19 18,7 0,98
20 20,3 1,02
В ходе исследований проводился расчет напряженности электрического поля по следующей формуле: E = U-,
г
где E - напряженность электрического поля (кВ/см), Ur - напряжение гашения (кВ),
г - расстояние между электродами в момент гашения (см).
Из результатов видно, что напряженность электрического поля во всех случаях в среднем составляет величину 0,9 кВ/см.
Таким образом, пламя ароматических углеводородов можно тушить с помощью электрического поля. Основными преимуществами тушения электрическим полем над известными способами является отсутствие расхода огнетушащего вещества, время тушения и возможность работать автономно.
Список литературы / References
1. Хафизов Ф.Ш., Пермяков А.В., Хафизов И.Ф. Исследование влияния электромагнитного поля высокой напряженности на пламя // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов, 2016. № 2. С. 105-110.
