Математическое моделирование процесса формирования искрового разряда и связи его характеристик с критическими условиями воспламенения пылевоздушной взвеси энергетических веществ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрены вопросы математического моделирования процесса формирования искрового разряда в экспериментальной установке, в ходе которого установлена зависимость энергии разряда и временно́го профиля энерговыделения от параметров разрядной цепи. Исследовано влияние основных теплофизических характеристик пылевоздушной взвеси, полидисперсного состава частиц, длительности разрядного процесса на коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую (получено аналитическое выражение для расчета тепловой составляющей энергии разряда). Разработана расчетная методика определения оптимальных параметров разрядной цепи и напряжения заряда, обеспечивающих воспламенение пылевоздушной взвеси при вариациях ее теплофизических и дисперсных характеристик в серии экспериментов.

Об авторах

Александр Сергеевич Нечаев

Самарский государственный технический университет

Email: nechaev-as@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0939-8292
SPIN-код: 4564-7570
http://www.mathnet.ru/person53600

кандидат технических наук; доцент; каф. радиотехнических устройств

Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Дмитрий Валерьевич Зубиков

Самарский государственный технический университет

Email: zubikov_ekran@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1408-6381
https://www.mathnet.ru/person228023

аспирант; каф. радиотехнических устройств

Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Мария Сергеевна Гречухина

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mariya_grechukhina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7797-3802
SPIN-код: 6179-8126
Scopus Author ID: 57214888777
http://www.mathnet.ru/person191499

кандидат технических наук; старший научный сотрудник; лаб. цифровых двойников материалов и технологических процессов их обработки

Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Андрей Николаевич Давыдов

Самарский государственный технический университет

Email: davydov.an@samgtu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7061-5460
https://www.mathnet.ru/person39190

кандидат технических наук; доцент; каф. механики

Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список литературы

  1. ГОСТ 12.1.041-83. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасностъ горючих пылей. Общие требования. Введ. 1984-07-01. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. М.: Изд-во стандартов, 1984. 11 с.
  2. Таубкин И. Г. Об опасности электризации граммонитов при пневмозаряжании шпуров и скважин / Взрывное дело. Т. 80/37. М.: Недра, 1978. С. 221–228.
  3. Раско С. Л., Овчаренко А. Г. Эксплуатационная безопасность конденсированных взрывчатых веществ. Барнаул: Алт. гос. тех. ун-т, 2006. 147 с. EDN: QNEBPZ.
  4. ГОСТ Р 31610.20-2-2017/ISO/IEC 80079-20-2:2016. Взрывоопасные среды. Часть 20-2. Характеристики материалов. Методы испытаний горючей пыли. Введ. 2019-06-01. М.: Стандартинформ, 2018. 50 с.
  5. ГОСТ 12.1.044-2018. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. Взамен 12.1.044-89; введ. 2019-05-01. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. М.: Стандартинформ, 2018. 206 с.
  6. ГОСТ Р МЭК 61241-2-3-99. Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 2. Методы испытаний. Раздел 3. Метод определения минимальной энергии зажигания пылевоздушных смесей. Введ. 2001-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2004. 11 с.
  7. Корытченко К. В., Галак О. В. Усовершенствованный метод расчета динамики ввода энергии в искровой канал по кривой разрядного тока // Прикладн. радиоэлектр., 2011. Т. 10, №1. С. 51–59.
  8. Knystautas R., Lee J. H. On the effective energy for direct initiation of gaseous detonations // Combust. Flame, 1976. vol. 27. pp. 221–228. DOI: https://doi.org/10.1016/0010-2180(76)90025-0.
  9. Воробьев Г. А., Похолков Ю. П., Королев Ю. Д., Меркулов В. И. Физика диэлектриков (область сильных полей). Томск: Томск. политехн. ун-т, 2011. 243 с. EDN: FYFZXL.
  10. Zhang B., Dick Ng H., Lee J.H.S Measurement and relationship between critical tube diameter and critical energy for direct blast initiation of gaseousdetonations // J. Loss. Prevent. Process Industry, 2013. vol. 26, no. 6. pp. 1293–1299. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jlp.2013.07.011.
  11. Matsui H., Lee J. H. Influence of electrode geometry and spacing on the critical energy for direct initiation of spherical gaseous detonations // Combust. Flame, 1976. vol. 27. pp. 217–220. DOI: https://doi.org/10.1016/0010-2180(76)90024-9.
  12. Абрамсон И. С., Гегечкори Н. М. Осциллографическое исследование искрового разряда // ЖЭТФ, 1951. Т. 21, №4. С. 484–492.
  13. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с. EDN: TTDTSL.
  14. Крайнов А. Ю. Моделирование самовоспламенения, зажигания, горения и взрыва газовзвесей и процессов в сети горных выработок угольных шахт : Диссерт. ... уч. ст. д.ф.-м.н.: 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника. Томск: Томск. гос. ун-т, 2003. 354 с.
  15. Бортник И. М., Верещагин И. П., Вершинин Ю. Н. [и др.] Электрофизические основы техники высоких напряжений. М.: Энергоатомиздат, 1993. 543 с. EDN: SUOOGH.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Эквивалентная электрическая схема разрядных цепей стандартизованных установок для определения воспламеняющей энергии искрового разряда

Скачать (27KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематическое представление процесса нагрева частиц вещества искровым разрядом: 1 — частицы вещества; 2 — электроды; 3 — траектории искрового разряда; $V$ — средняя скорость потока частиц; $T_{\min}$ — начальная температура частиц; $T_{\max}$ — максимальная температура нагрева материала частиц от искрового разряда

Скачать (208KB)
Метаданные

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».