Моделирования процессов
Применение метода модельного компонента особенно целесообразно для определения пределов взрываемости систем, содержащих малолетучее горючее, с которым трудно экспериментировать (при комнатной температуре). Он весьма эффективен для оценок влияния давления на пределы взрываемости, поскольку с увеличением давления особенно возрастают трудности экспериментирования с недостаточно летучими продуктами.
Примеры использования метода модельного компонента для вычисления пределов взрываемости сложных смесей и неизученных горючих приводятся в Приложении 6.
В распространенных случаях, когда жидкий углеводород расходуется не полностью и образуется равновесная паро-газовая смесь, взрывобезопасность реактора нитрования (окисления) обеспечивается его термоста-тированием. Пределы взрываемости смесей, образующихся в технологических процессах, изучены экспериментально в основном для нормальных условий. Пределы, соответствующие более высоким давлениям, могут быть вычислены по величине барического коэффициента е [см. уравнение (3.3)], который можно определить для модельного компонента. Значения в для смесей с окислами азота примерно такие же, как для смесей с кислородом.
3. Вычисление пределов взрываемости смесей с неизученным горючим по методу модельного компонента
Рассчитаем пределы взрываемости смесей пара нафталина с воздухом и с кислородом, используя метод модельного компонента. Избираем в качестве модельного компонента для смесей с воздухом гексан и бензол, для смесей с кислородом (ввиду отсутствия других данных) — бутан и циклопропан.
Между тем задача определения пределов взрываемости парогазовых смесей при высоких давлениях и температурах весьма актуальна. Смеси паров горючих жидкостей с воздухом, кислородом или окислами азота могут образоваться во многих технологических процессах. Некоторые задачи такого рода рассматриваются ниже. Ввиду сложности экспериментирования с паро-газовыми смесями при высоких температурах, пределы взрываемости в таких системах во многих случаях целесообразнее и надежнее определять, используя принцип унификации пределов взрываемости и метод модельного компонента, описываемые в разд. 4. Их применение дает более достоверные результаты, чем крайне осложненные прямые измерения.
Метод модельного компонента особенно целесообразен при определении критических условий взрываемости для систем с малолетучим горючим. Его можно также использовать для химически неустойчивых соединений. Метод модельного компонента эффективен и для оценок влияния давления на пределы взрываемости. С повышением давления возрастают экспериментальные трудности определения пределов для смесей, содержащих малолетучие соединения. Модельное вещество, для которого определяется барический коэффициент пределов взрываемости, может быть выбрано с таким расчетом, чтобы эти трудности оказались минимальными.
Оценка эффективности такого способа может быть сделана по методу модельного компонента. Для этого воспользуемся имеющимися данными о пределах взрываемости при 1 am богатых смесей в тройной системе этилен—циклопропан—кислород [135]. Эти данные целесообразно представить в виде зависимости amin от доли этилена в сумме горючих компонентов с учетом их стехиометрических коэффициентов ч
На рис. 73 и 74 показаны зависимости критических значений а от доли галоидпроизводных в сумме содержаний обоих горючих *. Мы видим, что замена одного из горючих другим не на много изменяет значения акр на обоих пределах. Различные хлорпроизводные не отличаются специфическими особенностями, независимо от их строения. Установление этих закономерностей дает возможность оценивать с удовлетворительной точностью пределы взрываемости неизученных хлорпроизводных и их многокомпонентных смесей по методу модельного компонента.
Во второй части подробно рассмотрены теории пределов распространения и инициирования горения и его затухания в узких каналах. Освещаются особенности теплового режима горения различных реальных систем и их значение в задачах техники взрывобезопасности. Описаны и проанализированы закономерности для пределов взрываемое™ и их причины. Рассмотрены возможности расчетного определения этих пределов для сложных и неисследованных смесей. Развита и обоснована система унификации пределов взрываемости и метод модельного компонента для их оценок. Указанные методы использованы для решения задач, иллюстрирующих имеющиеся возможности обеспечения взрывобезопасности различных производств; рассмотрена специфика систем чисто-газофазных и включающих летучие жидкости. Для класса наиболее распространенных смесей е кислородом в качестве окислителя рассмотрены задачи о взрывобезопасном регламенте газо- и жид-кофазного окисления углеводородов, о предельной допустимой концентрации окислителя. Сопоставляются закономерности флегмати-зации взрывоопасных систем различными добавками, оцениваются практические возможности таких приемов. Рассматриваются смеси, содержащие окислы азота в качестве окислителя, свободный и связанный хлор, взрывоопасные системы, возникающие в криогенных процессах, системы, в которых возможен взрывной распад непредельных углеводородов.
Между тем взрывоопасные паро-газовые смеси при высоких давлениях и температурах могут образовываться во многих технологических процессах; получение сведений об их пределах взрываемости — актуальная задача. Некоторые примеры ее решения даны ниже. Сложность экспериментирования с паро-газовыми смесями 'во многих случаях делает целесообразным решение по методу модельного компонента, описываемому ниже. Это не только легче выполнимо, но и дает 'более достоверные результаты, чем 'прямые измерения.
В последние годы профессорами, докторами технических наук Кошмаровым Ю.А., Молчадским И.С. и другими учеными проведены теоретические и экспериментальные исследования процессов горения в условиях пожаров. Значительные успехи достигнуты в области исследования начальной стадии пожара, а также физического и математического моделирования процессов массотеплопереноса в условиях пожаров. Эти исследования позволили с достаточной для практических целей точностью прогнозировать процесс развития пожара в зависимости от особенностей воздухообмена в помещении, количества и вида1 пожарной нагрузки, под которой подразумеваются находящиеся в помещении горючие материалы, а также теплотехнических характеристик ограждающих конструкций помещения.,
От изданных у нас книг эта книга отличается главным образом тем, что в ней более полно изложены вопросы воспламенения и распространения пламени по твердым и жидким горючим веществам, механизм формирования факела пламени над очагом пожара и его взаимодействие с границами помещения, закономерности развития пожара в помещении, условия перехода начальной стадии в полностью развившийся пожар, приведены основные критерии моделирования процессов горения,
3. Постепенные (функциональные) отказы элементов АТК. Подобные отказы связаны с постепенным снижением эффективности выполнения функций и в силу элементов субъективизма при оценке их пороговых значений, а также трудностей диагностирования, требуют больших затрат на обнаружение и защиту. Задачи диагностирования и зашиты от функциональных отказов (к этому типу отказов может быть отнесен отказ исполнительных органов) в полной мере могут быть отнесены к числу «продвинутых» т.к. основным метопом диагностирования является выявление нарушений причинно-следственных взаимосвязей между элементами АТК на основе моделирования процессов и логического анализа результатов. Защита от последствий функциональных отказов осуществляется путем восстановления неисправных элементов, т.е. должны обеспечиваться приемлемые ПН восстановления и ремонтопригодности.
Оптимальность принятых решений должна обосновываться анализом безопасности складов хлора с применением методов моделирования процессов аварийного выброса и рассеяния хлора в атмосфере при аварии.
Методы моделирования процессов штатного и аварийного функционирования ПКК, на которых базируются модели БКП, охватывают целый спектр методик и методических приемов. Они опираются на методологические положения общей теорий БКП, которая является для них той основой, на которой базируется весь арсенал моделирования. Методы моделирования в большой степени несут на себе отпечаток конкретных проектных задач, а также опыта и квалификации разработчиков. В этом смысле они являются искусством. Однако эти их свойства закономерно требуют создания единой методологической основы, позволяющей целенаправленно их развивать и совершенствовать. В целом методы моделирования основываются на использовании общесистемных методик и приемов моделирования функционирования сложных технических систем, на специальной теории БКП и специфических условиях и требованиях, вытекающих из проектных задач разработки и создания определенного типа ПКК. Создание методов моделирования при проектном обеспечении БКП включает аналогичные разработки по моделям надежности и технической эффективности сложных технических систем. Однако для процессов функционирования ПКК характерно большое число состояний анализируемой системы, связанное со спецификой пилотируемых объектов. Что касается облика и параметров проектных моделей БКП, то они определяются следующими характерными особенностями:
Методология моделирования процессов аварийного функционирования ПКК нацелена на решение практических задач проектного обеспечения БКП и должна отвечать определенным требованиям и ограничениям. Кроме того, она направлена на повышение вычислительной эффективности применяемых моделей.
Методы моделирования- процессов, связанные с обеспечением БКП, можно условно разбить на два вида. Первый из них включает традиционные и общесистемные вопросы моделирования сложных технических систем, применительно к задачам проектного обеспечения БКП, к которым относятся следующие методы: собственно имитационного моделирования процессов функционирования;
Более полное представление о составе исходных данных для моделирования процессов возникновения и развития нештатных ситуаций может быть получено на основании рассмотрения пространственно-временной модели этих процессов (рис. 40) [21].,
3. Постепенные (функциональные) отказы элементов АТК. Подобные отказы связаны с постепенным снижением эффективности выполнения функций и в силу элементов субъективизма при оценке их пороговых значений, а также трудностей диагностирования, требуют больших затрат на обнаружение и защиту. Задачи диагностирования и защиты от функциональных отказов (к этому типу отказов может быть отнесен отказ исполнительных органов) в полной мере могут быть отнесены к числу «продвинутых», т.к. основным методом диагностирования является выявление нарушений причинно-следственных взаимосвязей между элементами АТК на основе моделирования процессов и логического анализа результатов. Зашита от последствий функциональных отказов осуществляется путем восстановления неисправных элементов, т.е. должны обеспечиваться приемлемые ПН восстановления и ремонтопригодности.
Нуждаются в дальнейшем совершенствовании методы математического моделирования процессов переноса излучений и оптимизации параметров противорадиационной защиты с применением пространственных геометрических схем и сложных композиций конструкций, что обеспечит объективную оценку и совершенствование противорадиационной защиты.
Синергетика является теорией эволюции и самоорганизации сложных систем мира. Выступая в качестве современной (постдарвиновской) парадигмы эволюции, синергетика, конечно, не может сказать, что конкретно происходит или будет происходить в мире. Неправомерно давать конкретные рекомендации, и тем более обещания, на основании синергетической методологии. Тем не менее, синергетика может дать общие ориентиры для научного поиска, для прогнозирования и моделирования процессов в сложных системах.
 Читайте далее:
 Материального обеспечения
Материально технических
Мышечного напряжения
Материалы характеризующие
Материалы международной
Материалы оборудование
Материалы содержащие
Максимально переносимая
Материалами оборудованием
Материалам относятся
Материала конструкции
Материала облицовки
Материала укрепляемого
Материалов характеризуется
Материалов используют
|
