ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Минимальное взрывоопасное содержание кислорода в аэрозоле из "Пожаро и взрывоопасность пылевидных материалов и технологических процессов их переработки" МВСК определяют разбавлением воздушной среды флегмати-зирующими газами (азотом, двуокисью углерода и др.) в области концентраций, при которых обеспечивается наиболее полное сгорание аэрозоля. Этот максимум достигается в основном при некотором избытке горючего по сравнению со стехиометрией, так как полнота сгорания в реальных условиях неосуществима. [c.73] Максимальная температура для аэрозоля крахмала, подсчитанная по уравнению (46), составила 1390 К, а соответствующая ей минимальная концентрация кислорода — 4,2%. [c.74] Исследования по предупреждению взрывов древесной пыли показали, что при концентрации двуокиси углерода в окружающей среде около 18% (об.) пылевоздуншые смеси становятся практически не взрывчатыми расчетное содержание кислорода при этом составляет 16% [55]. [c.74] Необходимо учитывать, что не все вещества при уменьшенном содержании кислорода теряют способность воспламеняться. Как отмечалось выше, порошки некоторых металлов могут воспламеняться с последующим взрывом и в отсутствие кислорода в среде, с которой они способны реагировать с выделением тепла. Такой средой могут быть азот, двуокись углерода и др. [c.75] При изучении влияния защитной газовой среды с различным содержанием кислорода на взрываемость металлических порошков выявлено, что магниевый порошок при воспламенении в чистом азоте взрывается, при этом создается давление 300 кПа (в условиях опыта). В чистом аргоне магний не взрывается, однако при содержании всего 0,5% кислорода он воспламеняется давление взрыва в этом случае составляет 260 кПа [26]. [c.75] Взрывы пылей происходят также при взаимодействии их с другими окислителями. Так, галоиды могут вызывать разрушительные взрывы пылей. Наиболее сильные взрывы наблюдались в атмосфере фтора с металлическими пылями, пылями смол, пищевых продуктов, дерева и др. [19]. При разработке методов предотвращения взрывов с применением флегматизирующих сред к выбору последних нужно подходить весьма осторожно. Небезынтересно отметить, что эффективность инертного газа, используемого для снижения концентрации кислорода, определяется в известной мере его мольной теплоемкостью [5]. [c.75] Под минимальной энергией зажигания аэрозоля понимается наименьшая энергия искры электрического разряда, проведенного в наиболее благоприятных условиях, при которых достигается воспламенение аэрозоля оптимальной концентрации. [c.75] Механизм зажигания электрической искрой является весьма сложным, поскольку искровой разряд сопровождается обогащением газовой фазы активными частицами (возбужденными молекулами, ионами с большим запасом энергии и свободными радикалами) и сильным повышением температуры газа (порядка 10 000°С), что обусловлено высокой концентрацией энергии в малом объеме разрядного плазменного канала. Оба эти обстоятельства послужили причиной появления двух различных трактовок механизма искрового зажигания ионной теории искрового зажигания и тепловой теории [61]. Предпочтение отдается тепловой теории зажигания, как наиболее обоснованной. Согласно этой теории, зажигающая способность искрового разряда определяется главным образом минимальным количеством энергии, передаваемой окружающей горючей смеси и достаточной для появления самораспространяющегося пламени. [c.75] На зажигающую способность искрового разряда существенно влияют основные параметры электрической схемы испытательной установки [62] активное сопротивление Я, индуктивность Ь разрядного контура, длина разрядного промежутка и конструкция электродов. Чисто емкостные (С) разряды (I и Я контура пренебрежимо малы) характеризуются больщой крутизной фронта разрядного тока. Возникающая при этом ударная волна, как показала высокоскоростная съемка, выталкивает пыль из межэлектродного промел утка [63]. При включении в разрядный контур оптимальной индуктивности ( = 0,1 — 1 Гн) или активного сопротивления (7 = 450 — 900 кОм) частицы пыли разрядом не разбрасываются. Этим можно лищь отчасти объяснить большую воспламеняющую способность разрядов типа ЬС и ЯС по сравнению с емкостными разрядами (табл. 16) [64, 65]. [c.76] Считается, что основной причиной влияния 1 и на величину минимальной энергии зажигания является увеличение времени разряда Ти до значений, превышающих период индукции аэрозоля [64]. Такое увеличение длительности искровых разрядов возможно лишь до известного предела. При большом значении т скорость поступления энергии в канал разряда окажется столь малой, что температура нагретой им смеси будет недостаточной для ее воспламенения. Этот вывод наглядно иллюстрируется зависимостью минимальной энергии зажигания аэрозолей алюминия и магния от величины активного сопротивления цепи разряда (рис. 26) [66]. [c.77] Для каждого горючего аэрозоля характерно определенное время контакта с каналом искрового разряда, за которое в нем формируется начальное ядро пламени [67. Чем меньше это время, тем больше должна быть энергия разряда для зажигания аэрозоля. Поэтому энергия зажигания искровым разрядом с увеличением скорости движения аэрозоля должна возрастать. [c.77] Графически эта зависимость для различных полимерных материалов представлена на рис. 27. Из рис. 27 видно, что с увеличением скорости аэрозоля от скорости витания до 30 м/с (нормальный диапазон скоростей пневмотранспорта) энергия его зажигания возрастает в среднем на порядок. Примерно такая же зависимость получена и в работе [68] при зажигании пропановоздушной смеси (соотношение топливо — воздух равно 0,0835), двигающейся в трубопроводе без искусственного турбулизатора. С увеличением тур-булизации энергия зажигания смеси резко возрастает. [c.77] Минимальнан Энер1 им зажигания / мип также зависит от концентрации пылевоздушной смеси и дисперсности частиц. Как видно из данных табл. 16, величина 1 мин уменьшается с увеличением удельной поверхности твердой фазы, причем при укрупнении частиц возрастает в известной мере величина оптимальной концентрации аэрозоля, при котором горючее вещество и окислитель (воздух) находятся в наиболее благоприятном для воспламенения соотношении. [c.78] Необходимо отметить, что нижний концентрационный предел воспламенения аэрозоля обычно лежит ниже той концентрации, при которой возможно зажигание искровым разрядом. Минимальная энергия зажигания определяется при концентрациях примерно в 5— 0 раз больше предельной. Установлено также, что при постоянной поверхности твердой фазы в единице объема смеси независимо от диснерсности веществ, т. е. при постоянном значении произведения концентрации частиц пыли на их удельную поверхность, достигается минимум зажигающей энергии (рис. 28) [65]. [c.78] Минимальная энергия зажигания зависит также от вида пыли, влал ности воздуха и материала. С увеличением влажности количество требуемой энергии возрастает. Поскольку эффективность источников зажигания различная, следует учитывать, что минимальную энергию зажигания, найденную по искровому разряду, можно использовать без оговорок лишь как характеристику способности к воспламенению пыли под действием источника этого вида. Поэтому заслуживает внимания сделанный по результатам исследования вывод о том, что пылевоздушные смеси, требуюшие для зажигания больше 100 мДж энергии, недостаточно восприимчивы к воспламенению от разряда статического электричества в промышленных условиях [70]. Для большинства пылей, однако. [c.79] Для правильной классификации пылей по пожаро- и взрывоопасности данных, полученных при использовании только искрового разряда, недостаточно. Необходимо проверить эффективность зажигания пыли и при воздействии чисто теплового источника. [c.79] Небезынтересно отметить, что авторы работы [72] все же в качестве стандартной величины приняли давление распыляющего воздуха 175 кПа. Это мотивировалось тем, что в крупномасштабных опытах с крахмалом, проведенных в штреках размером 46,5 л и 6,13 м , получены данные [73], удовлетворительно совпадающие с лабораторными результатами, относящимися к указанному давлению распыления. [c.80] Вернуться к основной статье