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!

    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    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
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 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

    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)