Способ оценки пожарной опасности силовых установок со сжиганием топливо-воздушных смесей Советский патент 1984 года по МПК A62C3/00 

Изобретение относится к области обеспечения пожарной безопасности силовых установок со сжиганием топл во-воздушных смесей, испопьзуемых в различных отраслях народного хозяйства. . Известен способ оценки пожарной опасности силовых .установок со сжиганием топливо--воздушных смесей, за ключающийся в последовательном.опре делении температур в пожароопасных зонах и определении температуры вспышки рабочего топлива с последующ оценкой пожарной опасности ij . Однако для данного сйособа харак терны недостаточно высокая точность оценки пожарной опасности из-за ст пенчатогохарактера бальной оценки и трудоемкость, обусловленная испол зованием пяти, диапазонов пожарной опасности. Целью изобретения является повы1иение точности оценки пожарной опасности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки пожарной опасности силовых установок со сжиганием топливо-воздушной смеси, заключающемуся в последовательном определении температур в пожароопасных зонах и определении температуры вспышки рабочего топлива с последующей оценкой пожарной опасности, определ.яют температуру вспышки эталонного топлива, а в пожароопасных зонах определяют максимальные значения температур, при этом оценку пожарной опасности вычисляют из следующего соот.ношения: . где п -показатель пожарной опасности силовой установки; ST - суммарное значение мак . мальных температур в имеющихся пожароопасных зонах силовой установки,град.абс К); днякс максимально возможное количество пожароопасных зон силовой установки Tgp - температура вспьшки рабрче го топлива, град.абс. (к); Вэт температура всттышки эталонного топлива, град.абс. к) йэт температура пламени при гор НИИ эталонного топлива в см си с воздухом при- стехиомет рическом составе, град.абс )5 При этом в качестве эталонного Tojnлива иcпoльзs ют бензин. На фиг. 1 показана схема силовой установки с вентиляцией двигательного отсека от энергии работающего двигаг Феля; на фиг. 2 - то же, с вентиляцией двигательного отсека от внешнего незарисимого от работающего двигателя источника энергии; на фиг. 3 --графики изменения пожарной опасности силовых установок с карбюраторным и газотурбинным двигателями. Силовая установка с вентиляцией двигательного отсека от энергии ра- ботающего двигателя состоит из двигательного отсека 1 с каналами 2 и 3 для всасывания в отсек воздуха и отвода отработанных газов из него соответственно. В отсеке размещен двигатель 4 с каналом 5 для всасыйания в двигатель свежего воздуха и каналом б для отвода отработанных газов из двигателя, а также топливный бак 7с подкачивающим насосом 8. . Силовая установка с вентиляцией двигательного отсека от внешнего независимого от работающего двигателя источника энергии состоит из двигательного отсека 9 с каналом 10 для всасывания в отсек воздуха с помощью вентилятора 11, приводйого внешним независимым источником энергии, и каналом 12 для отвода отработанных газов из отсека. В отсеке размещен двигатель 13, имеющий индивидуальные каналы 14 и 15 соответственно для поступления воздуха в двигатель и для отвода отработанных газов из него, а также толпивный бак 16 с подкачивающим насосом 17. Силовая установка работает следующим образом. Толпиво из бака 7 (фиг. 1) подкач1&ающим насосом 8 подается для сжигания в камеру сгорания двигателя 4, ВОЗ.ДУХ для работы двигателя 4 поступает в его камеру сгорания через канал 5 всасывания, отработанные газы из двигателя выходят по каналу 6. Избыточная теплота из двигательного отсека 1 отводится по каналу 3 отсека продувом свежим ., воздухом, поступающим через канал 2 всасывания.Вентиляция двигательного отсека 1 осуществляется работающим, двигателем за счет всасывания воздуха в канал 5 из отсека, а также за счет эжекции воздуха из отсека 1 энергией отработанных газов двигателя 4. Б силовой установке фиг. 2) топливо, из бака 16 подкачивающим насосом 17 подается для сжигания В камеру сгорания двигателя 13. . Воздух для работы двигателя 13 по- ступает в камеру сгорания через канал 14 всасывания непосредственно из атмосферы (а не из отсека, как

в первом случае). Отработанные газы отводятся по каналу 15 непосредственнЪто в атмосферу. Вентиляция двигательного отсека 9 осуществляет:ся независимо от двигателя 13 венти|лятором 11,

I Рассмотрим определение пожарной ; опасности силовых установок по предI ставленным схемам (фиг. 1 и 2) с двумя двигателями карбюраторным и газотурбинным) при их работе на пяти марках топлива Т.-1,, Т-2,Т-г5, ТС-1 и бензина ВА, в порядке, предусмотренном предлагаемым способом.

Пожарная опасность в этих силовых установках определяется в зависимости от ряда причин, например возможной разгерметизации (разрушения) топливной системы, в результате чего топливо может воспламениться в следующих, пожароопасных зонах силовой установки: в нагретом воздухе двигательного отсека, на нагретых поверхностях двигателя и электросистем силовой установки, в нагретых отработанных (выхлопных) газах, в камере сгорания двигателя при попадании в нее топлива через канал всасывания воздуха, при повышении температуры воздуха в двигательном отсеке после останова двигателя, а также от электроискровых источников, например, в зонах агрегатов электрозажигания, таких как у карбюраторных двигателей. Отсюда общее наиболее возможное количество реализуемых зон вероятного возникновения пожара в двигательном отсеке составит единиц.

Однако для различных типов двигателей и схем силовых установок количество пожароопасных зон может быть меньше шести, а именно: по схеме на фиг. 1 количество пожароопасных зон для карбюраторного двигателя б, для газотурбинного двигателя (ГТД) 5, по схеме на фиг. 2 для карбюраторного двигателя 3, для ГТД 2.

В табл. 1 представлены замеренные температуры в пожароопасных зонах силовых установок для двух типов двигателей при работе на пяти видах топлива - для схемы на фиг. 1, в табл. 2 - для схемы на- фиг. 2,

Температура вспышки примененных рабочих топлив, град.абс. (к):

,ВА233, Т-1 303, Т-2 ,Т-5 3337 jTC-l 301.

определения показателя пожарной опасности силовой установки по схеме на фиг. 1 с карбюраторным двигателем, работающим на бензине ВА, сумму максимальных значений замёреиных температур в пожароопасных зонах (б зон) для этого варианта, равную

1

6292 К, соотнесем с произf/

;ведением максимального количества i пожароопасных |зон л макс б на замеренную температуру вспышки 333 К рабочего топлива - бензина ВА, т.е. : V .2-Т

.48.

Затем определим величину пожарной опасности как отношение полученного значения к отношению темпера0туры пламени к температуре вспышки эталонного топлива (принято эталон 1500 К и Т

ное топливо Т

т

09Т

230 К).

4,48

0,692

П,г

СВ табл. 3 представлена пожарная

0 опасность силовых установок, определенная по предлагаемому способу, применительно к схемам фиг. 1 и 2 с карбюраторным двигателем для рассматриваемых топлив} в табл. 4 5применительно к схемам с газотурбинным двигателем.

Их графиков (фиг. 3) выявляется четкая закономерность в изменении пожарной опасности силовых установок . в зависимости от типа двигателя, мар0ки используемого топлива и конструктивного исполнения вентиляции двигательного отсека. Эта закономерность отражает математическую зависимость ;связи казалось бы случайных факторов,

5 Г Анализ величин, отражающих в числах пожарную опасность силовых установок, полученных по предлагаемому способу показывает, что пожарная опасность силовой установки

0 (фиг. 1), имеющей общий вход воздуха в двигательный отсек и двигатель, общий канал выхода отработанных газов из двигателя и отсека и вентиляцию отсека от работающего двигателя более чем в 1,7 раза- вы1че, чем

5 у силовой установки (фиг. 2), имегЬщей индивидуальные каналы поступления свежего воздуха в двигатель и двигательный отсек, отвода отработанных газов из двигателя и отсека

0 и источник энергии для питания вентиляционного устройства, неэависи-мого от работающего двигятеля$ пожарная опасность силовой установки с карбюраторным двигателем в 1,46 ра5за выше, чем с газотурбинным двигателем.

Предлагаемый способ позволяет прогнозировать реальную пожарную

0 опасность, так, например, пожарная опасность силовых установок наименьшая у силовой установки по схеме .фиг. 2 с газотурбинным двигателем, работающим на,, топливе Т-5 .Хп 0,111); йайбольшая - у силовОй

TcTaHOBkH по схеме, на фиг. 1 с карбюраторным двигателем, работающим на бензине БА (П 0,692). Эта опасность больше минимальной для газотурбинного двигателя в 6,2 раза при переходе с топлива Т-1 на БА при работе карбюраторного двигателя

.по схеме на фиг. 1 пожарная опасность воз:растает в 1,3 раза и т.д.

Таким образом, предложенный способ оценки пожарной опасности силовых установок в зависимости от применяемых двигателей, схем силовых . установок, температурных режимов

и характеристик npHMeHHejvfjix топлив позволяет активно влиять на снижение пожарной опасности энергетических машин, снижать расходы на проектные работы, изготовление и испытания их и особенно снизить число необходимых, но дорогостоящих огневых испытаний.

Выпуск энергетических машин с пониженной пожарной опасностью Гпозволяет предупредить ущерб и возможные жертвы за счет предотвращенных пожаров этих машин в эксплуатаЦ.ю.

Таблица.

Таблица 3

1. СПОСОБ ОЦЕНКИ ПОЖАРЙОЙ ОПАСНОСТИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК СО СЖИГАНИЕМ ТОПЛИВО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ, за ключайщийся в последовательном опре делении температур в пожароопасных зонах и определении температуры . вспЕлшки рабочего топлива с последую щейоценкой пожарной опасности, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью пОвыиения точности оценки пожарной опасности, определяют температуру вспышки эталонного топлива а в пожароопасных зонах опр ёделяют максимгшьные значения температур, ,. - ,. 2 7 оценку пожарной опасности т из следующего соотношения люшс врт показатель пожарной опасности силовой, установки суммарное значение максимальHfcjx температур в именяцихся пожароопасных зонах силовой установки, град.абс. (К) максимально возможное коли- Q честно пожароопасных зон силовой установки;I температура всшл-жи рабоче- ; го топлива, град.абс. (К); температура вспышки эталонного топлива, гргш.абс. (К) температура пламени при горении эталонного топлива в смеси с воздухом при стехиометрическом составе, грая, абс. (К); соб по п. 1, отличая тем, что в качестве о топлива используют бензин.