Главная » 2014 » Август » 22 » Скачать Образование и свойства аэрозольных продуктов пиролиза горючих материалов. Уваров, Алексей Дмитриевич бесплатно
11:32 PM
Скачать Образование и свойства аэрозольных продуктов пиролиза горючих материалов. Уваров, Алексей Дмитриевич бесплатно
Образование и свойства аэрозольных продуктов пиролиза горючих материалов
Диссертация
Автор: Уваров, Алексей Дмитриевич
Название: Образование и свойства аэрозольных продуктов пиролиза горючих материалов
Справка: Уваров, Алексей Дмитриевич. Образование и свойства аэрозольных продуктов пиролиза горючих материалов : диссертация кандидата физико-математических наук : 25.00.29, 03.00.16 Обнинск, 2004 133 c. : 61 05-1/284
Объем: 133 стр.
Информация: Обнинск, 2004
Содержание:
Глава Обзор литературы и выбор аппаратуры для исследования дымового аэрозоля ГГОбзор литературы по имеющимся исследованиям характеристик пожаров и свойствам образующихся продуктов горения
12 Методы измерения физических, физико-химических и химических характеристик дымового аэрозоля
Глава 2 Дисперсные, конденсационные и льдообразующие свойства дымового аэрозоля
21 Механизмы образования и дисперсность дымового аэрозоля
22 Конденсационные и льдообразующие свойства дымовых частиц
Глава 3 Токсичные вещества при пожарах
31 Образование токсичных веществ при горении
32 Вьшос цезия-137 с дымовыми продуктами пожаров
33 Влияние летучих продуктов пожаров на образование аэрозольных частиц при радиолизе воздуха
Глава 4 Оценка концентраций различных типов аэрозольных продуктов НТП, распространяющихся в приземном слое атмосферы
41 Геофизические характеристики пожаров
411 Конденсационные и льдообразующие характеристики пожаров
42 Комплексная оценка концентрации токсичных веществ в приземном слое воздуха в зоне влияния пожара
Введение:
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Известно, что пожары являются мощными источниками атмосферного аэрозоля. На территории РФ происходят ежегодно десятки тысяч пожаров. При этом в атмосферу с продуктами пожаров поступают миллионы тонн различных веществ.Значительная часть аэрозольных частиц обладает высокими конденсационными и льдообразующими свойствами. В результате дымовые аэрозоли могут влиять на микро- и мезо-метеорологические процессы в атмосфере. Известно также, что в природных пожарах примерно половина горючего материала разлагается в реакциях беспламенного режима горения (низкотемпературного пиролиза, тления) (НТП). При этом коэффициенты генерации частиц дымового аэрозоля при НТП значительно превосходят соответствующие коэффициенты при пламенном горении. То есть, основная масса аэрозольных частиц образуется при пиролизе горючих материалов.Очевидно, что образование аэрозольных дымовых частрщ во многом зависит от процессов образования летучих продуктов при термическом разложении горючих материалов под воздействием тепла от сгорающих материалов. Однако в открытой печати практически нет работ, где исследуются процессы образования дымовых частиц в зависимости от выхода летучих продуктов при пиролизе горючих материалов. Это важно для оценки влияния характеристик пожара (вида горючих веществ, темпов нагрева, температуры пиролиза, влияния окислительных процессов и т.д.) на образование дымовых аэрозолей. Кроме того, более полное исследование процессов образования этих частиц и их свойств при пиролизе широко распространенных полимерных и растительных материалов важно также для разработки более качественных аэрозольных пожарных датчиков и средств защиты.Из сказанного вытекает актуальность исследований влияния различных внешних факторов и характеристик горючих веществ на коэффициенты образования и дисперсные характеристики дымового аэрозоля, а также конденсационные и льдообразующие свойства этих аэрозолей.Пожары также являются мощным источником поступления в атмосферу разнообразных токсичных веществ. Особую важность представляют исследования вьшоса радиотоксичных продуктов пожаров с поверхности земли в зонах радиоактивного загрязнения местности, в частности, в Чернобыльской зоне загрязнения. В результате пожаров в приземной атмосфере могут появиться токсичные вещества (в том числе радиоактивные) в опасных для человека концентращмх. Это указывает на актуальность исследований токсичных свойств дымового аэрозоля при пиролизе горючих материалов.Целью работы является уточнение физико-математргческих моделей процессов образовашм аэродисперсных систем - продуктов пиролиза горючих материалов в аэрозольных камерах и натурных условиях во время лесных и городских пожаров; оценка их влияния на геофизические процессы и экологическое состояние окружающей среды.Для достижения поставленных целей необходимо бьшо решить следующие задачи: 1. Проанализировать и выбрать методы экспериментальных исследований низкотемпературного пиролиза широко распространенных искусственных и растительных горючих материалов и провести такие исследования в аэрозольных камерах ИЭМ и натурных условиях.2. Проанализировать особенности горения этих материалов и определить коэффициенты дьЕмообразования и функции распределения дымового аэрозоля по размерам частиц при различных условиях их пиролиза.3. Исследовать конденсационные и льдообразующие характеристики дымовых частиц.4. Исследовать токсичные свойства дымовых частиц, образующихся при пиролизе горючих веществ.5. Оценить коэффициенты вьшоса радиоцезия с поверхности земли в приземный слой атмосферы с летучими продуктами пожаров на загрязненных чернобыльскими радионуклидами территориях.Методы исследования. В работе для решения конкретных задач использовались современные методы физико-математического моделирования и экспериментальных исследований дымовых продуктов горения.Личный вклад автора.Основные научные результаты диссертации получены автором лично и при его непосредственном участии. Автором лично проведены анализ и интерпретация всех результатов, вошедших в диссертационную работу, получены физические вьшоды и дано их обоснование.Достоверность результатов, полученных в работе, определяется калибровкой и сверкой аппаратуры, применяемой для экспериментальных исследований, повторяемостью пол>^енных экспериментальных результатов и согласуемостью этих результатов с экспериментальными данными, полученными другими авторами.П Р А К Т И Ч Е С К А Я З Н А Ч И М О С Т Ь . Полученные в работе данные по коэффшщентам дымообразования, фушощям распределения по размерам, конденсационной и льдообразующей активностям дымовых частиц могут быть использованы для оценки влияния конкретных пожаров на процессы облако- и осадкообразования.Полученные данные по образованию при пиролизе и ресуспензии с подстилающей поверхности токсичных веществ позволяют оценивать влияние дымовых продуктов на здоровье населения, проживающего или находящегося в зонах пожаров. Ранжирование продуктов пожаров по степени их токсичности позволяет выбирать оптимальные средства защиты для населения, проживающего в зонах влияния пожаров, и людей, занятых в тушении и локализации пожаров. Полученные данные по поступлению в приземную атмосферу токсичных веществ с летучими продуктами пожаров являются системообразующими параметрами для оценок риска для населения, проживающего/находящегося в зоне влияния пожара.На защиту выносятся: 1. Функции распределения частиц дымового аэрозоля по размерам в значительной степени зависят от вида горючего материала.2. Коэффициенты дымообразования при НТП для наиболее широко распространенньЕ?с естественных и искусственных горючих материалов и их «городской смеси» имеют линейную зависимость от температуры пиролиза.3. Расчетные формулы температурной зависимости массовой концентрации образующегося дымового аэрозоля от выхода летучих продуктов при пиролизе растительных и полимер1п>1х материалов.4. Данные о концентрациях ядер конденсации растительных и полимерных материалов и «городской смеси» в диапазоне относительной влажности окружающего воздуха 30-105%.6. Коэффициент выноса цезия-137 с дымовыми частицами для растительных материалов зависит от вида материала и изменяется в пределах 15-60% от содержания в исходном горючем. Удельная активность цезия-137 в золе при сгорании хвойной подстилки, древесины и торфа от трех до десяти раз превышает его удельную активность в исходных материалах.Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на 7 национальных и международных совещаниях и симпозиумах.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 133 страницы машинописного текста, в том числе 38 рисунков и 20 таблиц. Список литературы содержит 145 наименований.Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ.