Исследование характеристик пробоя твердых горючих ископаемых при воздействии джоулева тепла и частичных разрядов

Калыкова, Эльмира Канатовна Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Актуальность темы: оценка целесообразности применения электрофизического способа конверсии твердых горючих ископаемых.
Объект исследования является тепловой и триинговый пробой в горючих сланцах. Пробой как способ формирования нагревательного элемента в толще пласта, для дальнейшей термической конверсии органических компонентов породы.
Цель исследовательской работы: экспериментальное определение влияния времени воздействия частичных разрядов и джоулева тепла на напряжение и механизм пробоя.
В ходе исследования была проведена серия опытов по пробою горючего сланца, выявлены зависимости характеризующие тепловой и триинговый пробой.

Введение ………………………………………………………………………………………………. 11
1 Основные закономерности пробоя твердых диэлектриков ………………….. 12
1.1 Краткая характеристика пробоя при воздействии высокого
напряжения ……………………………………………………………………………………….. 12
1.2 Тепловой пробой первого, второго и третьего рода ………………………. 13
1.3 Тепловой пробой твердых диэлектриков ………………………………………. 18
1.4 Тепловой пробой в канале высокой проводимости………………………… 22
1.5 Электрический триинг ………………………………………………………………….. 23
1.5.1 Электрический триинг в кабеле сшитого полиэтилена …………….. 26
1.6 Измерение характеристик частичных разрядов ……………………………… 32
2 Методика и оборудование ………………………………………………………………….. 36
2.1 Методика эксперимента ……………………………………………………………….. 36
2.2 Используемое оборудование ………………………………………………………… 37
2.3 Экспериментальная часть …………………………………………………………….. 39
3 Динамика характеристик ГС и электрофизических явлений
происходящих в них под действием высокого напряжения ……………………. 41
3.1 Структурный и фазовый состав горючих сланцев …………………………. 41
3.2 Получения осциллограмм полного и ВЧ токов через образец
сфазированных с напряжением ………………………………………………………….. 44
3.3 Получение термограмм полученных при воздействии напряжения на
горючие сланцы …………………………………………………………………………………. 49
3.4 Получение зависимостей напряжения, проводимости и температур от
времени……………………………………………………………………………………………… 55
4 Финансовый менеджмент , ресурсоэффективность и ресурсосбережение
…………………………………………………………………………………………………………….. 59
4.1 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………………………….. 61
4.1.1 Потенциальные потребители результатов НТИ ……………………….. 62
4.2 Иерархическая структура работ ……………………………………………………. 63
4.3 Оценка коммерческого и инновационного потенциала……………….. 64
4.4 Планирование научно-технического проекта ………………………………… 66
4.5 Бюджет научно-технического исследования (НТП) ………………………. 70
4.6 Анализ и оценка научно-технического уровня исследования ………… 76
5 Социальная ответственность ……………………………………………………………… 78
5.1 Техногенная безопасность ……………………………………………………………. 84
5.2 Анализ опасных факторов производственной среды ……………………… 91
5.3 Экологическая безопасность…………………………………………………………. 94
5.4 Организационные мероприятия обеспечения безопасности …………… 94
5.5 Особенности законодательного регулирования проектных решений 96
5.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………… 96
Заключение ………………………………………………………………………………………….. 99
Список использованных источников ………………………………………………. 101
Приложение А. …………………………………………………………………………………… 106
CD диск

Горючий сланец уникален в своем роде твердое горючее топливо,
состоящее из минеральной и органических составляющих, что делает его
весьма привлекательным для нефтегазовой промышленности.
На сегодняшний день известно много видов добычи и переработки
твердых горючих топлив, но все они так или иначе имеют ряд недоработок
и несовершенств. Одним из перспективных направлений является
электрофизический способ конверсии твердых горючих топлив. Главной
особенностью которого является простота и относительно невысокая
стоимость оборудования, универсальность способа для различного рода
месторождений, экологическая безопасность, а также переработка топлива
на месте залегания пласта.
Цель научно-исследовательской работы экспериментальное
определение влияния времени воздействия частичных разрядов и джоулева
тепла на напряжение и механизм пробоя .
Задачей исследования является:
1 установить критерии определения механизма наиболее
существенно влияющего на пробой;
2 определить динамику характеристик ЧР и поля температур в
горючих сланцах при воздействии высокого напряжения;
3 определить динамику характеристик горючих сланцев при
воздействии высокого напряжения;
Частичные разряды являются инициирующим фактором нагрева
горючих ископаемых и дальнейшей их конверсии.

Горючий сланец состоит из органической части керогена на 10-
70% и минеральной части: глинозем, пирит, слюды/гидрослюды
карбонаты. Неорганическая часть сланцев разнообразна и меняет
электрофизические свойства в широком диапазоне. К прочему является
слабопроводящим. Поэтому идеализированный математический расчет и
процесс, которыми описывают тепловой пробой к нему не применимы.
Процессы происходящие при триинге весьма разнообразны, поэтому
рассматриваются для каждого случая индивидуально. Из-за сложности
состава и особенностей каждой компоненты, которые принимают
различный характер поведения при приложении напряжения, наблюдать
чисто тепловой или триинговый пробой практически невозможно. Таким
образом, в качестве основных критериев определения механизма пробоя
наиболее достоверно использовать динамику проводимости и
температуры при медленно возрастающим напряжении. Исходя из
экспериментальных данных можно сделать вывод о том что возможны
тепловой и триинговый пробой, опять же в зависимости от образца, от
расстояния между электродами и условий эксперимента .
В научно-исследовательской работе наблюдался классический
тепловой пробой и пробой сопровождаемый триингом. Чисто тепловой
пробой наблюдался на рисунке 31 , на котором отчетлива видна
экспоненциальная зависимость температуры и проводимости от
времени.
Пробой сопровождаемый общей деградацией материала
представленный на рисунке проводимость образца меняется по сложной
функции с наличием экстремумов. Непосредственно пробой происходит
при температурах существенно меньших максимальной температуры
достигаемой в эксперименте. При этом наблюдается гораздо более
резкий рост проводимости при пробое.
При больших расстояниях представляющих промышленный
интерес тепловой пробой не целесообразен.
В горючих сланцах процесс деградации происходит по другим
закономерностям нежели в изоляционных материалах. При
изготовлении изоляционных материалов стараются использовать чистые
материалы, имеющие высокую электрическую прочность и практически
не обладающие проводимостью. Горючие сланцы гетерогенный,
проводящий материал в состав которых входят диэлектрики и
проводники а также материалы с промежуточными характеристиками.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Энергосервисный договор
    📅 2018год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Асинхронный электропривод вентиляционной установки
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка имитационной модели системы электропитания тяжелого самолета
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Оптимизация структуры и режимов фотоэлектростанций северных территорий
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)