ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испытания башенных огнепреградителей из "Техника безопасности при производстве ацетилена" Чтобы исследовать процессы, протекающие в насадке огнепреградителя при давлении ниже предельного, сравнивали скорости нагрева термопар, размещенных до огнепреградителя и за ним. Как показали опыты, при давлении, меньшем предельного, детонационная волна и фронт пламени разрушаются на небольшом расстоянии от входа детонационной волны в насадку. Под действием перепада давления между продуктами распада и исходным ацетиленом, заполняющим объем огнепреградителя, возникает лоток газа, проходящего через огнепреградитель. При этом образуется зона смешения ацетилена с горячими продуктами распада, имеющая переменную температуру. В зоне смешения происходит термический распад ацетилена с выделением тепла. Степень охлаждения газа в зоне смешения, движущейся по каналам насадки, зависит от скорости отвода тепла в стенки колец. При достаточном охлаждении газа в зоне смешения распад ацетилена в защищаемом участке трубы не происходит. [c.88] проведенные в режиме детонации при начальном давлении 300—600 кПа (3—6 ат) на установке с трубой диаметром 100 мм, с орошаемой или предварительно смоченной водой насадкой огнепреградителя высотой 0,5—1,0 м из колец Рашига размером 26 и 40 мм, показали высокую эффективность орошения или смачивания, так как ни в одном из 26 опытов не произошел распад ацетилена в защищаемом участке. Такая же высокая надежность огнепреградителей с насадкой орошаемой водой отмечена при использовании колец размером 50 мм при начальных давлениях 140—160 кПа (1,4—1,6 ат). [c.88] Высокая эффективность орошения насадки достигнута также и в режиме нестационарного распада при начальном давлении 145—200 кПа (1,45—2,0 ат) и значительном возрастании давления ацетилена в огнепреградителе к моменту приближения к нему пламени распада. Измеренные скорости возрастания давления ацетилена в огнепреградителе и в защищаемом участке при нестационарном режиме распада позволили оценить скорость потока ацетилена, проходящего через огнепреградитель. Эта величина составляет 13—17 м/с. При такой скорости потока ацетилена и одновременно повышении давления надежность огнепреградителя не снижалась, если его насадка орошалась или была смочена водой. [c.88] В огнепреградителе с орошаемой или смоченной насадкой после разрушения детонационного комплекса отделившаяся и движущаяся по каналам насадки впереди фронта пламени ударная волна, а также массовый поток, следующий за ней, срывают Со стенок пленку жидкости и распыливают ее. Мельчайшие капли жидкости, попадая в зону распада ацетилена и испаряясь, отнимают тепло от реагирующего газа, и температура в зоне реакции снижается. Снижение температуры, а также разбавление реагирующего газа инертной добавкой (парами воды) вызывают уменьшение скорости химической реакции, что приводит к увеличению ширины зоны реакции. В свою очередь, с увеличением ширины зоны реакции возникают дополнительные потери тепла через стенки, что приводит к разрушению зоны реакции и прекращению ее самопроизвольного распространения. [c.89] Аналогичное явление наблюдается в объеме реагирующей зоны смешения ацетилена с горячими продуктами распада. Эти процессы происходят и при нестационарном режиме распада ацетилена. В этом случае пленка воды срывается с поверхности колец не только ударной волной, но и потоком ацетилена. [c.89] В практических условиях ацетилен, отбираемый из газгольдера, в значительной мере насыщен парами воды, поэтому можно предположить, что и в неорошаемых огнепреградителях на поверхности колец имеется пленка влаги. [c.89] Действующее в настоящее время ограничение скорости потока величинами 0,6—0,7 м/с является необоснованным ни с точки зрения надежности действия огнепреградителя, ни с точки зрения опасности возникновения очага инициирования распада ацетилена при транспортировании его по трубопроводам с повышенной скоростью [6.2]. В момент взрывного распада ацетилена газ перетекает через огнепреградитель со скоростью от нескольких десятков до сотен метров в секунду. Поэтому можно полагать, что ограничение скорости движения в сухом огнепреградителе до 0,6—0,7 м/с не оправдано. Скорость потока может быть увеличена, однако следует избегать значительного роста сопротивления газовому потоку в огнепреградителе и предотвращать существенный унос воды из орошаемых огнепреградителей. [c.89] Для инициирования распада ацетилена пережигали спираль из нихромовой или вольфрамовой проволоки или создавали ударную волну в камере, отделенной от опытного трубопровода разрывной мембраной. Камера представляла собой трубу диаметром 200 мм и длиной 2 м. В торцовом фланце камеры были установлены свечи электрозапала. Камеру заполняли ацетиленокислородной смесью. В ряде опытов инициирование проводили после удаления мембраны, разделяющей трубопровод и камеру, специальным устройством. Мембрану вырезали за 1—2 мин до начала опыта. [c.90] При инициировании взрыва горячими продуктами сгорания переход в детонацию происходил быстрее, чем при инициировании пережиганием спирали. При начальном давлении 100—300 кПа (1-3 ат) преддетонационное расстояние составляло 3 м. В зоне формирования детонации давление свежего ацетилена впереди фронта пламени возрастает, что обусловлено расширением продуктов распада. Это приводит к тому, что давление в местах перехода в детонацию достигает наибольшей величины. Если огнепреградитель будет находиться в этой зоне, то условия для гашения пламени будут менее благоприятными по сравнению с условиями, возникающими при размещении огнепреградителя в зоне детонации или в месте инициирования взрыва. Это объясняется тем, что в первом случае ацетилен поджимается в насадке. Чем больше сопротивление насадки, тем больше поджатие ацетилена. [c.90] В работе [6.4] описаны опыты по изучению распада ацетилена в трубах диаметром 300 и 450 мм и длиной около 115 м. Длина прямых участков труб составляла 100 и 15 м. Трубопровод диаметром 300 мм был выполнен из бесшовных труб, а диаметром 450 мм — из сварных труб с продольным швом. Задача состояла в том, чтобы установить, выдержат ли трубы нагрузки, которые в 50 раз больше максимального рабочего давления. Были испытаны насадки, размещенные в отдельных участках трубопроводов и огнепреградителях и установлена их эффективность. Для присоединения отрезков труб сгнасадкой были использованы Т-образные штуцеры. Отрезки труб с насадкой должны были предотвратить проникновение ударной волны в огнепреградитель. Свободный конец трубы закрывали разрывной мембраной. Внутренний диаметр огнепреградителя составлял 600 мм, а общая длина насадочного слоя была равна 6 м. В некоторых опытах применяли огнепреградитель с внутренним диаметром 2000 мм и длиной насыпного слоя 4300 мм. [c.91] Большая часть опытов была проведена с трубой диаметром 300 мм и огнепреградителем диаметром 600 мм. Для определения преддетонационного расстояния были использованы ионизационные датчики. Это расстояние при начальном давлении ацетилена 200—250 кПа (2,0—2,5 ат) составляло 30 20 м. Значительный разброс данных обусловлен тем, что преддетонационное расстояние зависит, по-видимому, не только от начального давления ацетилена, но и от диаметра трубы. После перехода дефлаграции в детонацию на первых 10—20 м скорость детонации была максимальной и составляла 2200 м/с на расстоянии 60 м от точки перехода скорость детонации снизилась до 1950 м/с. Если перед опытом трубу не очищали от сажи, образовавшейся в предыдущем опыте, то скорость снижалась на 300 м/с. Измерения наружных диаметров труб после опытов показали, что остаточная деформация практически отсутствовала. После нескольких опытов на поверхности трубопровода диаметром 450 мм в местах перехода дефлаграции в детонацию образовались некоторые утолщения. [c.91] Результаты проведенных опытов показали, что при максимальном давлении, в 50 раз превышающем начальное, трубопроводы надежны в эксплуатации даже при возникновении детонации, если в поперечном сечении трубопровода отсутствуют какие-либо сужения или вставки и радиус кривизны колена не менее чем в 5 раз больше диаметра трубы. [c.91] Дальнейшие опыты были проведены с трубой диаметром 100 мм и огнепреградителем диаметром 200 мм. На рис. 6.1 показаны три вида присоединения трубы к огнепреградителю. [c.92] Огнепреградитель с трубчатыми вставками I — емкость г — сосуд з — патрубки 4 — решетки 5 — внутренние трубопроводы 6 — основные трубопроводы. [c.93] Были проведены опыты по локализации распада ацетилена в трубах, отдельные участки которых были заполнены кольцавли Рашига и Паля. Положительные результаты получены при длине заполненного участка, превышающей в 150—200 раз размер колец. Кольца Паля оказались более эффективными по сравнению с кольцами Рашига того же размера, так как оказывают меньшее сопротивление газовому потоку, что приводит к снижению под-жатия ацетилена. [c.93] Предложено устройство, которое обеспечивает одинаковое защитное действие огнепреградителя при различных режимах распада ацетилена [6.5]. [c.93] Устройство (рис. 6.2) состоит из емкости 1, сосуда 2 и системы основного и внутреннего трубопроводов 5 и 5. В емкости 1, размер которой зависит от расхода газа, расположен внутренний сосуд 2, емкость 1 и сосуд 2 заполнены металлическими кольцами. [c.93] При распространении распада ацетилена по основному трубопроводу в режиме нестационарного горения или формирования детонации пламя подходит к внутреннему трубопроводу и входит в пего. В дальнейшем пламя распространяется по обоим трубопроводам, причем во внутреннем трубопроводе оно распространяется с большей скоростью. Следовательно, пламя по внутреннему трубопроводу приближается к огнепреградителю раньше, чем по основному трубопроводу, и давление в емкости 1 практически не превышает начальное. В момент приближения пламени по основному трубопроводу в емкости 1 уже находятся продукты распада ацетилена. Детонация распространяется по основному и внутреннему трубопроводам устройства одновременно, однако давление в емкости 2 не изменяется. [c.94] Вернуться к основной статье