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!

    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
    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
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы

    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)