journal Вестник Объединенного института высоких температур Вестник ОИВТ РАН 2658-669X ОИВТ РАН 140 Оптический анализ взрывоопасных и масштабных газокапельных выбросов топлив в атмосферу оптронами с инфракрасными газоанализаторами The optical analysis of explosive and large-scale gas-drop emissions of fuels into the atmosphere by optocouplers with infrared gas analyzers Загнитько Александр Васильевич Zagnit`ko* A.V. Зарецкий Николай Пантелеевич Zaretsky N.P. Сальников Сергей Евгеньевич S.E. Sal`nikov Федин Дмитрий Юрьевич D.Y. Fedin Мацуков Иван Дмитриевич I.D. Matsukov Алексеев Виктор Иванович V.I. Alekseev. (, ) , Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia (, ) , Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia (, ) , Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia (, ) , Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia (, ) , Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia (, ) , Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia 12 12 2023 9 5 27 34

Экспериментально исследованы техногенные истечения газообразных углеводородов и жидких топлив в атмосферу с образованием масштабных и оптически плотных топливно-воздушных смесей объемом до 10$^6$~м$^3$. Разработана методика и аппаратура их оптического анализа путем одновременного измерения ослабления инфракрасного и видимого излучения каплями диаметром $d approx$ 0.3--5 ,000~мкм. Созданы быстродействующие оптические инфракрасные газоанализаторы для мониторинга паров углеводородов при температуре от 150 до 330 К. Установлено, что при масштабных выбросах газообразных углеводородов и жидких топлив образуются локальные и флуктуирующие по объему и во времени взрывопожароопасные газокапельные облака. Полученные результаты могут быть использованы в системах контроля промышленной безопасности при экспресс-мониторинге техногенных газокапельных истечений топлив и для разработки генераторов масштабных аэрозольных барьеров на пути их распространения в атмосфере.

Technogenic outflows of gaseous hydrocarbons and liquid fuels into the atmosphere with the formation of large-scale and optically dense fuel-air mixtures with a volume of up to $10^6$~m$^3$ have been experimentally investigated. A technique and equipment for their optical analysis have been developed by simultaneously measuring the attenuation of infrared and visible radiation by droplets with a diameter of $d approx$0.3--5 ,000~microns. High-speed optical infrared gas analyzers have been created for monitoring hydrocarbon vapors at temperatures from 150 to 330 ~ K with Ioffe optocouplers and Mipex sensors. It is established that with large-scale emissions of gaseous hydrocarbons and liquid fuels, local and fluctuating in volume and time explosive and flammable gas droplet clouds are formed. The results obtained can be used in industrial safety control systems for express monitoring of technogenic gas-drop fuel outflows and for the development of generators of large-scale aerosol barriers to their spread in the atmosphere.

 атмосфера инфракрасные анализаторы взpывоопасные газокапельные облака оптический анализ оптроны техногенные истечения топлив atmosphere infrared analyzers explosive gas-drop clouds optical analysis optocouplers technogenic fuel outflows Люгай Д. В., Сафонов В. С. // Научно-технический сборник. Вести газовой науки. — 2018. — Vol. 2(34). — P. 166–76 Lyugay D. V., Safonov V. S. // Nauchno-tekhnicheskiy sbornik. Vesti gazovoy nauki. — 2018. — Vol. 2(34). — P. 166–76 Сафонов В. С. // Научно-технический сборник. Вести газовой науки. — 2018. — Vol. 2(34). — P. 177–90 Safonov V. S. // Nauchno-tekhnicheskiy sbornik. Vesti gazovoy nauki. — 2018. — Vol. 2(34). — P. 177–90 Кедринский В. К. Газодинамика взрыва: эксперимент и модели. — Новосибирск : СО РАН, 2000 Kedrinskiy V. K. Gazodinamika vzryva: eksperiment i modeli. — Novosibirsk : SO RAN, 2000 Горев В. А., Овсянников Д. Л. // Пожаровзрывобезопасность. Процессы горения, детонации и взрыва. — 2019. — Vol. 28. — P. 14-21 Gorev V. A., Ovsyannikov D. L. // Pozharovzryvobezopasnost. Protsessy goreniya, detonatsii i vzryva. — 2019. — Vol. 28. — P. 14-21 РФ Г. Данные по горючим газам и парам, относящиеся к эксплуатации электрооборудования. Часть 20. — 1999 RF G. Dannye po goryuchim gazam i param, otnosyashchiesya k ekspluatatsii elektrooborudovaniya. Chast 20. — 1999 Загнитько А. В., Зарецкий Н. П., Мацуков И. Д., Сальников С. Е., Пименов В. В., Федин Д. Ю., Алексеев В. И. // Журнал физической химии. — 2023. — Vol. 97. — P. 183–8 Zagnitko A. V., Zaretskiy N. P., Matsukov I. D., Salnikov S. E., Pimenov V. V., Fedin D. Yu., Alekseev V. I. // Zhurnal fizicheskoy khimii. — 2023. — Vol. 97. — P. 183–8 Зуев В. Е., Кабанов М. В. Оптика атмосферного аэрозоля. — Ленинград : Гидрометеоиздат, 1987 Zuev V. E., Kabanov M. V. Optika atmosfernogo aerozolya. — Leningrad : Gidrometeoizdat, 1987 Синайский Э. Г., Лапига Е. А., Зайцев Ю. В. Сепарация многофазных многокомпонентных систем. — Москва : Недра, 2002 Sinayskiy E. G., Lapiga E. A., Zaytsev Yu. V. Separatsiya mnogofaznykh mnogokomponentnykh sistem. — Moskva : Nedra, 2002 Райст П. Аэрозоли, введение в теорию. — Москва : Мир, 1987 Rayst P. Aerozoli, vvedenie v teoriyu. — Moskva : Mir, 1987 Стебновский С. В. // Физика горения и взрыва 2. — 2007. — Vol. 44. — P. 117–28 Stebnovskiy S. V. // Fizika goreniya i vzryva 2. — 2007. — Vol. 44. — P. 117–28 Chan S. // J. of Hazardous Materials. — 1992. — Vol. 30. — P. 195–224 Chan S. // J. of Hazardous Materials. — 1992. — Vol. 30. — P. 195–224 Brown T., others Falcon Series Data Report. 1987 LNG Vapor Barrier Verification Field. — Livermore : Lawrence Livermore National Lab, 1990 Brown T., others Falcon Series Data Report. 1987 LNG Vapor Barrier Verification Field. — Livermore : Lawrence Livermore National Lab, 1990 Загнитько А. В., Зарецкий Н. П., Меньшиков Л. И., Меньшиков П. Л. // Оптика атмосферы и океана. — 2022. — Vol. 35. — P. 944–7 Zagnitko A. V., Zaretskiy N. P., Menshikov L. I., Menshikov P. L. // Optika atmosfery i okeana. — 2022. — Vol. 35. — P. 944–7 Загнитько А. В., Сальников С. Е., Пименов В. В., Федин Д. Ю., Алексеев В. И., Мацуков И. Д., Вельмакин С. М., Зарецкий Н. П., Черненко Е. В. // Журнал технической физики. — 2022. — Vol. 92. — P. 783–88 Zagnitko A. V., Salnikov S. E., Pimenov V. V., Fedin D. Yu., Alekseev V. I., Matsukov I. D., Velmakin S. M., Zaretskiy N. P., Chernenko E. V. // Zhurnal tekhnicheskoy fiziki. — 2022. — Vol. 92. — P. 783–88 В М. В., Писляков А. В. // Журнал аналитической химии. — 2009. — Vol. 64. — P. 99–110 V M. V., Pislyakov A. V. // Zhurnal analiticheskoy khimii. — 2009. — Vol. 64. — P. 99–110 Maolin Z., Zhanheng Y., Jianping S., Cheng Z. // J. Sensors and Actuators B. — 2009. — Vol. 148. — P. 87–92 Maolin Z., Zhanheng Y., Jianping S., Cheng Z. // J. Sensors and Actuators B. — 2009. — Vol. 148. — P. 87–92 «ИНКРАМ» О. «. Система газоаналитическая СКВА-01, ЕКРМ.411741.001РЭ. Руководство по эксплуатации. — Москва : ООО «НПФ «ИНКРАМ», 2013 «INKRAM» O. «. Sistema gazoanaliticheskaya SKVA-01, EKRM.411741.001RE. Rukovodstvo po ekspluatatsii. — Moskva : OOO «NPF «INKRAM», 2013 «Дельта-С» О. Газоанализаторы серии Сенсис. — Москва, Зеленоград : ООО «Дельта-С», 2008 «Delta-S» O. Gazoanalizatory serii Sensis. — Moskva, Zelenograd : OOO «Delta-S», 2008 «Оптосенс» О. Малогабаритный измерительный датчик МИП ВГ/MIPEX взрывоопасных газов. Руководство по эксплуатации. — СПБ : ООО «Оптосенс», 2017 «Optosens» O. Malogabaritnyy izmeritelnyy datchik MIP VG/MIPEX vzryvoopasnykh gazov. Rukovodstvo po ekspluatatsii. — SPB : OOO «Optosens», 2017 Загнитько А. В., Кирш А. А., Стечкина И. Б. // Журнал физической химии. — 1988. — Vol. 62. — No. 11. — P. 3058–64 Zagnitko A. V., Kirsh A. A., Stechkina I. B. // Zhurnal fizicheskoy khimii. — 1988. — Vol. 62. — No. 11. — P. 3058–64 Broeke J., Perez J., Pascau J. Image Processing with ImageJ. — Birmingham : Packеt Publishing, 2015 Broeke J., Perez J., Pascau J. Image Processing with ImageJ. — Birmingham : Packet Publishing, 2015 Загнитько А. В., Зарецкий Н. П., Мацуков И. Д. Инфракрасный анализатор паров сжиженного природного газа. — 2019 Zagnitko A. V., Zaretskiy N. P., Matsukov I. D. Infrakrasnyy analizator parov szhizhennogo prirodnogo gaza. — 2019 Загнитько А. В., Федин Д. Ю. Низкотемпературный инфракрасный анализатор выбросов паров сжиженного природного газа в атмосфере на основе иммерсионных диодных оптопар. — 2021 Zagnitko A. V., Fedin D. Yu. Nizkotemperaturnyy infrakrasnyy analizator vybrosov parov szhizhennogo prirodnogo gaza v atmosfere na osnove immersionnykh diodnykh optopar. — 2021 Загнитько А. В., Мацуков И. Д. Устройство для анализа содержания аэрозолей и газов в атмосферном воздухе. — 2020 Zagnitko A. V., Matsukov I. D. Ustroystvo dlya analiza soderzhaniya aerozoley i gazov v atmosfernom vozdukhe. — 2020 Загнитько А. В. Устройство для анализа содержания аэрозолей и паров углеводородов при выбросе сжиженного природного газа в атмосферу. — 2022 Zagnitko A. V. Ustroystvo dlya analiza soderzhaniya aerozoley i parov uglevodorodov pri vybrose szhizhennogo prirodnogo gaza v atmosferu. — 2022 Загнитько А. В., Сальников С. Е. Устройство для анализа содержания тонкодисперсных аэрозолей и паров жидких углеводородов в атмосфере. — 2022 Zagnitko A. V., Salnikov S. E. Ustroystvo dlya analiza soderzhaniya tonkodispersnykh aerozoley i parov zhidkikh uglevodorodov v atmosfere. — 2022 Загнитько А. В., Мацуков И. Д. Низкотемпературный сканирующий анализатор паров сжиженного природного газа в атмосфере. — 2022 Zagnitko A. V., Matsukov I. D. Nizkotemperaturnyy skaniruyushchiy analizator parov szhizhennogo prirodnogo gaza v atmosfere. — 2022 Ruan Y., others // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. — 2017. — Vol. 278. — P. 012130 Ruan Y., others // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. — 2017. — Vol. 278. — P. 012130