Разработка электрического способа тушения пожара на газопроводах низкого давления

• Название: Разработка электрического способа тушения пожара на газопроводах низкого давления
• Дата: 06.03.2023
• Размер: 3.36 Mb.
• Имя файла: 1568902043_PermyakovAV-diss_(2).docx
• Тип: Диссертация; #971574
• страница: 6 из 32

51


Зависимость напряжения гашения от давлений

Частота

8
7
6
5
4
3
2
1
0

0,161257291

2,042648905

3,92404052

5,805432134

7,686823748

9,568215362

11,44960698

13,33099859

15,21239021

17,09378182

18,97517343

20,85656505

22,73795666

24,61934828

26,50073989

28,3821315

30,26352312

32,14491473

34,02630635

35,90769796

37,78908958

39,67048119

41,5518728

43,43326442

45,31465603

47,19604765

49,07743926

50,95883088

52,84022249

54,7216141

56,60300572

Напряжение гашения, кВ

120,00%
100,00%
80,00%
60,00%
40,00%
20,00%
0,00%

Частота

Рисунок 3.6 – Применение метода Монте-Карло

• 
  помощью метода «Монте-Карло» получены необходимые значения для проведения регрессии, в результате которой определен вид зависимости ( Рисунок 3.7).
  

	35
кВ	30	y = 0.06743-0.00448X1 + 0.00715X2
,
гашения	25
	20
Напряжение	15
	10
	5
	0
	3	5	7	9	11		13		15	17	19	21	23
				Межэлектродное расстояние, см
Рисунок 3.7 – Результаты трехпараметрической регрессии

• 
  качестве параметра регрессии (X₂) принималась величина межэлектродного расстояния, а в качестве (X₁) – давление газовой смеси. По графику (Рисунок 3.5), видно, что с увеличением межэлектродного
  

52
расстояния на 1 см, требуемое напряжение гашения возрастает на 1,37 кВ, что указывает на равномерное увеличение требуемого напряжения гашения от межэлектродного расстояния и их прямую зависимость.
Разница между напряжениями гашения при различных давлениях газа в максимальных и минимальных значениях составляет от 2,9 до 4,1%, что находится в пределах абсолютной погрешности измерений.

• 
  компьютерной программе Elcut 6.3 проведено моделирование электрического поля, образующегося при расстоянии 15 и 25 см между электродами при напряжениях гашения 21,78 и 36,98 кВ соответственно
  

(Рисунок 3.8).
Данная модель отображает линии и области напряженности электрического поля между двумя электродами с начальными условиями, при которых проводились исследования. Также представлена цветовая шкала напряженности. Области с максимальной напряженностью изображены красным цветом. Области с минимальной – синим цветом. Области с наибольшей напряженностью располагаются на поверхности электродов. Максимальная напряженность составляет 1,38 кВ/см при межэлектродном расстоянии в 15 см и 1,48 кВ/см – при 25 см, что соответствует экспериментальным данным [70-73].
Исследования показали, что с увеличением межэлектродного расстояния на 1 см, требуемое напряжение гашения возрастает на 1,71 кВ, что указывает на равномерное увеличение требуемого напряжения гашения от межэлектродного расстояния и их прямую зависимость.
Разница между напряжениями гашения при различных диаметрах газопровода в максимальных и минимальных значениях составляет от 3,1 до 4,7 %, что находится в пределах абсолютной погрешности измерений.

• 
  сравнении с предыдущими опытами напряжение гашения увеличилось на 15,76 %.
  

53
На основании экспериментальных данных, получена линейная зависимость напряжения гашения от межэлектродного расстояния при воздействии на модель газопровода (при диаметре газовой трубки от 10 до 25 мм) электрического поля напряжением до 50 кВ.




Рисунок 3.8 – Моделирование электрического поля между электродами при гашении пламени на расстоянии 25 см и давлении 0,001 МПа



Рисунок 3.9 – Моделирование электрического поля между электродами при гашении пламени на расстоянии 25 см и давлении 0,003 МПа

54
Таким образом, на основании экспериментальных данных, получена линейная зависимость напряжения гашения от межэлектродного расстояния при воздействии на модель газопровода (при давлении газа от 0,1 до 0,3 МПа) электрического поля напряжением до 40 кВ.
Результаты экспериментов по определению зависимости напряжения гашения от межэлектродного расстояния при тушении пламени на модели газопровода с диаметрами газовых трубок 10, 15 и 25 мм, отображены на рисунках 3.10, 3.11 и в таблице 3.7.
Таблица 3.7 – Результаты исследования при диаметре 10, 15, 25 мм

Давление	Диаметр	Межэлектродное	Напряжение	Напряженность
газа на	газовой	расстояние (R),	гашения, кВ	электрического
выходе	трубки,	см		поля, кВ/см
редуктора,	мм
МПа
0,003	10	5	9,08	1,81
0,003	10	10	14,41	1,44
0,003	10	15	25,31	1,68
0,003	10	20	32,43	1,62
0,003	10	25	43,57	1,74
0,003	15	5	9,87	1,94
0,003	15	10	15,48	1,54
0,003	15	15	25,26	1,67
0,003	15	20	32,75	1,63
0,003	15	25	44,45	1,77
0,003	25	5	10,02	2,00
0,003	25	10	16,81	1,68
0,003		15	25,55	1,70
	25
0,003	25	20	32,93	1,64
0,003	25	25	45,18	1,80

55
3.1.5. Обработка результатов измерений. Корреляционный анализ

Из совокупности кривых выбирается та, которой соответствует минимальное значение критерия. Другим статистическим критерием является коэффициент множественной детерминации R².
Таблица 3.8 – Обработка результатов

yi									1t						2t	Темп роста
10,02									-						-	-
15,13									5,11						-	1,51
16,81									1,68						-3,43	1,111
21,16									4,35						2,67	1,259
25,55									4,39						0,04	1,207
27,43									1,88						-2,51	1,074
32,93									5,5						3,62	1,201
39,12									6,19						0,69	1,188
41,16									2,04						-4,15	1,052
45,18									4,02						1,98	1,098
y = 1,72 x + 0,16
Дисперсия:
	∑x2i								2952
D(x) =			-		x 2		=				- 15.82 = 45.56,
	n								10
	∑y2i								8814.98				- 27.452
D(y) =			-		y	2		=							= 128.0508.
	n								10

Среднеквадратическое отклонение:
σ(x) = D(x) = 45.56 = 6.7498,



σ(y) = D(y) = 128.0508 = 11.316.



Для отбора значений, необходимых для обработки результатов
методом регрессии был применен метод «Монте-Карло» (Рисунок 3.11).

					56
	Зависимость напряжения гашения от межэлектродного
				расстояния
	50
кВ	45	R2=0,95
	40
,
гашения	35
	30
	25
Напряжение
	20
	15
	10
	5
	0
	5	7,5	10	12,5	15	17,5	20		22,5	25
				Межэлектродное расстояние, см
			25 мм	15 мм	10 мм		y=1,72x+0,16
Рисунок 3.10 – Зависимость напряжения гашения от межэлектродного
расстояния с диаметрами газовых трубок 10, 15, 25 мм.