Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

отложений в трубках и арматуре и полной закупорки их необходимо поддерживать постоянную температуру мазута, обеспечивающую его текучесть.

Необходимо при подогреве мазута учитывать температуры вспышки и воспламенения. Температура вспышки мазута колеблется от 80 до 112 0С, а воспламенения - в среднем равна 500-600 0С. Тяжелым мазутом М100 свойственны высокие значения температур вспышки и воспламенения. По правилам техники безопасности максимально допускаемая температура подогрева мазута в открытых емкостях должна быть не выше 95 0С. В закрытых емкостях под давлением, в трубопроводах и змеевиках температура подогрева мазута может быть выше (Белосельский). В условиях АБЗ подогрев мазута в емкостях осуществляется до температуры 75-80 0С.

Рекомендованные режимы подогрева мазута для форсунок разного типа приведены в табл. 2, при этом необходимо учитывать, что на АБЗ применяются, как правило, форсунки низкого давления с распылением вентиляторным воздухом и реже механические форсунки.

Для сжигания газов топлива в настоящее время выпускают комбинированные газомазутные горелки, пригодные для одновременного сжигания газа и мазута. Скорость выхода воздуха в газовых и газо-мазутных горелках принимается равной 20-35 м/с. Скорость выхода газа из щелей 25-150 м/с. Анализ работы топочной системы смесителя Д-597А Рассказовского ДРСУ Тамбовавтодора и ДСУ-1 Воронежавтодора показал [2, 3] , что в условиях эксплуатации остаток мазута, находящийся в магистрали перед форсункой, охлажденный до температуры окружающей среды, имеет вязкость свыше 700 °ВУ. При пуске холодный мазут вытеснялся в топку и растекался по футеровке, затекая в щели между кирпичами. «Пробка» из холодного мазута нарушала режим работы установки. Разрушение футеровки, как показали дальнейшие исследования, является типичным при некондиционной работе топочной системы и связано с образованием кислот из оксидов серы при наличии воды, которая всегда есть в мазуте. В результате замена топки производилась 2-3 раза в сезон.

Таблица 2

Режимы подогрева для форсунок различного типа

Такие режимы топки затрудняют работу оператора при использовании струйных форсунок, имеющих узкий диапазон экономичной (с высокой полнотой сгорания) работы по коэффициенту избытка воздуха в отличие от вихревых форсунок, это создает дополнительные трудности в поддержании стабильного режима горения [4, 5].

Модель экономичности топки с учетом эффектов испарения топлива предложена Корсом, Бихемом и Уолкером. Результатом расчета по такой модели являются потери тепловыделения в зависимости от параметров конструкции, вида топлива и рабочих условий. Рис.1 и рис. 2. иллюстрируют применение модели потерь тепловыделения, учитывающей процесс испарения, в целях определения влияния числа смесительных элементов и приведенной длины камеры сгорания на величину указанных потерь. Однако описанная выше «испарительная» модель не только позволяет непосредственно определить потери тепловыделения, но и приводит к необходимости анализа взаимного влияния различных типов потерь в процессе

16

горения лимитируемом испарением топлива. Выходные параметры испарительной модели тепловыделения (соотношение компонентов топлива в паровой фазе и доля испарившегося топлива) являются основными входными данными модели экономичности, которые характеризуют взаимосвязь внутрикамерных потерь.

Рис. 1. Влияние числа смесительных элементов на потеи тепловыделения. трехструйный смесительный элемент; четырехструйный смесительный элемент (. – экспериментальная точка)

Рис. 2. Влияние приведенной длины камеры сгорания на потери тепловыделения. Экспериментальная зависимость; испарительная модель

Таким образом, процесс испарения капель мазута является определяющим в оценке оптимальной длины топки, обеспечивающей высокую экономичность - минимум потерь тепловыделения. Сполдинг Д.Б. считает, что длина топки, требуемая для завершения горения, пропорциональна:

d 2 * v0 * e / ,

газа динамическая.

Режимы подогрева мазута в условиях АБЗ в емкостях не обеспечивают низкую вязкость мазута необходимую для качественного распыления топлива. Для снижения потерь тепловыделения в стандартных топочных системах АБЗ необходимы режимы подогрева для мазутов М100 и М200 не ниже 110 0С, 120 0С соответственно.

Литература 1. Геллер З.И. Мазут как топливо / З.И. Геллер. - М.: Недра, 1965. - 496 с.

17

2.Манохин В.Я., Добровольский М.В. Экспериментальные исследования изотермической затопленной струи / В.Я. Манохин, М.В. Добровольский // Известия вузов Машиностроение. - М.: Изд-во «МГТУ им. Н.Э. Баумана», 1977. - №10.

3.Манохин В.Я., Сазонов Э.В., Кострыкина Н.Д. Исследование и разработка конструктивных решений пылеулавливающих и топочных устройств по АБЗ Воронежской области (II этап) / В.Я. Манохин, Э.В. Сазонов, Н.Д. Кострыкина // Отчет по НИР ГР №76089549 ВИСИ. - Воронеж: ВИСИ, 1978. - С. 31.

4.Манохин В.Я. Охрана окружающей среды на АБЗ / В.Я. Манохин // Серия «Автомобильные дороги». - М.: ЦБНТИБ, 1987. - №7. - 57 с.

5.Резванцев В.И., Манохин В.Я. и др. Изучение вредных выбросов на асфальтобетонных заводах / В.И. Резванцев, В.Я. Манохин, Р.Н. Картавцев, А.М. Зайцев // Журнал «Автомобильные дороги». - М.: Изд-во «Ордена «Знак Почета» издательство «Транспорт», 1987. - №2. - С. 19-20.

1ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»

(г. Воронеж)

2 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

V.V. Fedorov1, I.A. Ivanova2, M.V. Manohin2

SAFETY OF TOPOKES IN TECHNOLOGICAL PROCESS OF HOT PREPARATION

OF ASPHALT CONCRETE

The processes of burning heavy fuel oil in the process of hot preparation of asphalt concrete are considered, and modes of fuel heating are recommended

Key words: fuel oil, regimes, furnaces, evaporation, combustion, economy, ignition, asphalt-concrete plants

1Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor

N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» (Voronezh)

2Federal State Budgetary Institution of Higher Education «Voronezh State Technical University»

УДК 504; 551; 904

А.И. Ивлиев

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГЕОИСТОРИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ АРИЕФАКТОВ МЕЖГЕОСФЕРНОГО И БИОАНТРОПОГЕННО-ТЕХНОГЕННОГО ЭНЕРГОВЕЩЕСТВЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Представлены результаты поиска оптимальных концептуальных подходов и методологических системных решений естественнонаучных и антропогенно-техносферных проблем в контексте эволюционного развития Земли и планетноспутниковых систем земного типа. Рассмотрены новые и известные артефакты в геолого-астрофизическом аспекте познания эволюционных геоисторических и квантово-периодических закономерностей, выявленных в различных по продолжительности режимах и условиях интерференционного наложения космогенных и эндогенных воздействий на разномасштабные плотностно-прочностные неоднородности литисферы, сформированные в геоастрофизических режимах локального, регионального и планетарного геолого-исторического энерго-вещественного и пространственно-временного взаимодействия

Ключевые слова: артефакты космогенного и земного происхождения, биосфера, техносфера, тектоносфера, стра-

тисфера

Современный уровень разностороннего междисциплинарного изучения геодинамического состояния и истории формирования огромного разнообразия разновозрастных простых

18

исложных геологических и антропогенно-техногенных тел, расположенных на поверхности

ив недрах литосферы, позволяет констатировать ряд взаимосвязанных комплементарных противоположно направленных циклических и необратимых эволюционных процессов преобразования элементарных тел и сложных - парагенетических сообществ. Эти процессы, часто сопровождаемые изменениями объема простых и сложных тел, соответствующими преобразованиями их первичных форм и совокупными эффектами рельефного структурирования, заслуживают соответствующего методологического и модельного обобщения [1-10].

Так, например, развитие взаимосвязанных экзогенных процессов выветривания и сегрегационных механо-тектонических процессов ускоренного поднятия крупных консолидированных фагментов континентальной коры и литосферной мантии [11-15] сопровождается дезинтеграционным разрушением коровых и мантийных пород в положительных формах континентального рельефа. При этом в то же время или с некоторым опосредованным сдвигом, в прилегающих к поднятиям депрессионных бассейнах происходят противоположно направленные и комплементарно связанные эндогенные процессы дегидратационного уплотнения, литификационной и метаморфогенной кристаллической консолидации ранее разобщенных выветриванием и дифференцированным переносом подвижных минеральнопородных составляющих земной коры и литосферной мантии.

Результаты детального изучения подобных систем дают убедительные свидетельства о нахождении в архейских и палеопротерозойских тектонических ансамблях континентальной коры разновозрастных фрагментов сохранившихся мантийных составляющих, при отсутствии достоверных структурно-вещественных артефактов и доказательств существования в раннедокембрийских тектонических ансамблях структурно-вещественных аналогов мезокайнозойской и современной океанической коры.

Вто же время, в областях распространения, пока еще менее изученной мезокайнозойской океанической коры, известны реликтовые древние и молодые фрагменты менее плотной континентальной коры. При этом, в решении проблемы общей исторической планетарной направленности процессов последовательной океанизации или континентализации земной коры (сторонниками противоположных и промежуточных представлений) приводятся различные по достоверности и убедительности фактические и теоретические аргументы.

Аналогичные проблемы связаны с поиском альтернативных модельных интерпретаций астроблемного или глубинного эндогенного происхождения крупных месторождений сульфидного никеля (в структуре Садбери) и крупного месторождения микроалмазов с аномальными свойствами в Попигайской кольцевой структуре на территории Восточной Сибири.

Нахождение алмазов в типичных породах континентальной коры [12,13] и карбидов кремния в интрузивных и осадочных породах [2, 13], а также хондритовых или типично земных алюмо-хромо-железистых шпинелидов и других хондритоподобных минеральных реликтов в раннедокемрийских, палеозойских и четвертичных отложениях [13], также требует применения более совершенных методов диагностики первичной природы устойчивых минеральных индикаторов и других информативных составляющих в рамках системной методологически согласованной модельной интерпретации их генезиса и распространения по совокупности геохимических, петрологических и минералогических свойств и структурных взаимиотношений с окружающими и вмещающими минерально-породными парагенезами.

Известные артефакты обнаружения во многих регионах петроглифов [16-18], а также экзотических минералов, разновозрастных ювелирных изделий и кладов древних монет в непосредственной близости с древними плавильными и чеканными мастерскими на территории Центральной России и Северного Урала и других территориях, требует углубленного системного и прецизионного изучения в исторических и культурно-археологических аспектах.

Выход из сложившегося положения следует искать в разработке и модельном использовании новых комплексных более представительных геолого-геофизических, изотопно-

19

геохронологических, космо-геодинамических, ланшафтно-палеонтологических и археологических результатов исследования в рамках современных междисциплинарных концептуальных подходов, направленных на поиск достоверных диагностических признаков и критериев выделения синхронных структурно-вещественных артефактов в виде синхронных парагенетических сообществ.

При изучении динамических процессов формирования рельефной структурированной поверхности и недр земного эллипсоида, который подвержен разнопериодным многофакторным наложениям радиационных, электромагнитных, гравитационно-инерционных изменений режимов (полусуточных-приливных, суточных-световых, месячных лунно-земных барицентрических, сезонных и годовых орбитально-солнечного и других слабоизученных галактических и иных внешних астрогеодинамических воздействий), открываются новые возможности понимания взаимосвязи природных и антропогенных процессов.

Перспективы последующего комплексного междисциплинарного использования гелогических и археологических артефактов, при соответствующих концептуальных подходах и методах модельного обобщения, могут быть представлены в различных формах парагенетического картировочного отображения тектоно-климатической динамики территориального развития цивилизационных сообществ и этносов. Кроме того, по результатам комплексного междисциплинарного или узко специализированного модельного изучения корреляционных связей этнических сообществ с аномальными и фоновыми геохимическими, минеральнопородными, астрогеодинамичекими и антропогенно-техногенными ансамблями могут появиться новее аргументы и трактовки материальных и физиологических мотиваций, обусловивших процессы миграции, сохранения и исчезновения этнических групп и связанных с ними смбиотических видовых сообщемтв, различных по природе и синергетической направленности.

Цель данной работы - концептуальное и методологическое усовершенствование существующих методов геологического, тектонического и археологического совокупного картировочного отображения истории геологического, тектоно-климатического и цивилизаци- онно-техносферного продуктивного взаимодействия внешних космогенных, атмосферных и гидросферных факторов с подвижными и наиболее инертными твердофазными минеральнопородными и антропогенно-техногенными составляющими литосферы.

Важнейшей первоочередной задачей междисциплинарных целенаправленных исследований является выявление наиболее чувствительных и инертных природных и антропо- генно-техногенных геосферных субстратов, обладающих определенными диапазонами и возможностями наиболее полного представительного восприятия энерго-вещественных воздействий и фиксирования их в устойчивых дискретных структкрно-вещественных формах и условиях длительного сохранения наиболее важных доминирующих опосредованных структурных и вещественных откликов в виде дискретных свидетельств и артефактов, отображающих условия и особенности наложения глубинного земного, внешнего космогенного и органогенно-антропогенного воздействия.

Полученные результаты и их обсуждение.

В условиях ускоренного циклического развития природных и антропогеннотехногенных процессов энерго-вещественного межгеосферного взаимодействия требуется более высокий научный и высококвалифицированный профессиональный подход к углубленному анализу ошибок и просчетов в существующей и перспективной практике территориального социально-экономического, эколого-демографического и утилизационноэнергетического планирования.

На основе обобщения опыта взаимодействия древних цивилизационных сообществ с природной средой [18], комплексного модельного изучения тектонофизических, тектоноклиматических и геодинамических процессов рельефного структурирования континентальной коры [2-17] и литолого-биогеохимических процессов в природных геологических объектах с учетом экологических воздействий на окружающую природную и антропогенно-

20