Средства тушения 3 страница

Рис. 2.29. Установка для определения максимального давления взрыва и скорости нарастания давления при взрыве газов и паров жидкостей:

/ — термостатируемый электронагреватель; 2 — реакционный сосуд; 3 — осциллограф; 4 — датчик давления; 5 — потенциометр; 6 — термопара; 7 — источник зажигания; 8 — смеситель; 9, 10 — краны; // — ртутный ма­нометр; 12 — источник питания; 13 — вакуумный насос

верхностная, обыкновенная, среднеинерционная, с эле­ктродами диаметром 0,5 мм. Потенциометр типа КСП-4 с градуировкой ХА имеет диапазон измерения темпе­ратур от 0 до 400 °С. В качестве источника зажигания используют электроды с разрядным промежутком 5 мм или электрическую спираль. Разрядный промежуток электродов приходится на центр реакционного сосуда. От источника питания на зажигающее устройство по­дается напряжение: 3 кВ на электроды, 36 В на спираль. Выделяемая энергия искр на электродах при длитель­ности разряда 1—2 с составляет 30—40 Дж; температу­ра накаленной спирали 1100°С. Смеситель для при­готовления газо-, паровоздушной смеси снабжен встроенной мешалкой с электроприводом и штуцерами для подвода газов и крепления манометра. Смеситель через кран сообщается с реакционным сосудом. Ртутный манометр с ценой давления 0,1 кПа соединен через трехходовой кран с реакционным сосудом. Ва­куумный насос обеспечивает остаточное давление не более 0,6 кПа.

Перед проведением испытаний установку проверяют на герметичность. Тарируют систему измерения давле­ния подачей воздуха в реакционный сосуд до давления 1000 кПа с интервалом 50 кПа, а затем сбрасыванием давления до нуля через те же интервалы, фиксируя

весь процесс осциллографом. По данным, снятым с осциллограммы, строят тарировочный график зависи­мости отклонения луча осциллографа от приращения давления, который должен представлять собой прямую линию.

Рассчитывают стехиометрическую концентрацию ис­следуемого вещества.

Для первого испытания количество исследуемого вещества принимают равным 70 % от рассчитанной стехиометрической концентрации.

Для приготовления газо-, паровоздушной смеси требуемого состава смеситель вакуумируют до остаточ­ного давления 0,5 кПа и затем поочередно подают в него компоненты смеси по парциальным давлениям. После впуска компонентов включают мешалку и перемеши­вают смесь в течение 6 мин. Реакционный сосуд ва­куумируют до остаточного давления 0,5 кПа, пере­пускают в него из смесителя заготовленную газо-, паровоздушную смесь, перекрывают краны 9, 10 и за­жигают смесь искрой или спиралью. Результаты испы­тания регистрируют осциллографом. После взрыва сбрасывают избыточное давление в атмосферу, два-три раза вакуумируют реакционный сосуд для удаления газообразных продуктов горения.

Определение максимального давления взрыва состоит из предварительных и основных испытаний. В серии предварительных испытаний находят зависимость дав­ления взрыва от концентрации газа (пара) в смеси. Газо-, паровоздушную смесь, соответствующую макси­муму этой зависимости, принимают за оптималь­ную.

В основных испытаниях проводят серию из десяти испытаний с оптимальной газо-, паровоздушной смесью и две серии из десяти испытаний со смесями, отличаю­щимися от оптимальной на 1—2 % в большую и мень­шую стороны.

За величину максимального давления взрыва ис­следуемой газо-, паровоздушной смеси принимают наи­большее значение давления взрыва, полученное в трех сериях основных испытаний.

Среднюю скорость нарастания давления (dp/dt)_c рассчитывают по формуле

(2.50) 81

где pk — давление, возникающее в реакционном сосуде при сгорании газо-, паровоздушной смеси, определяе­мое по осциллограмме давление — время кПа; р₀ — первоначальное давление в реакционном сосуде, равное атмосферному, кПа; т& — время, в течение которого достигается давление pk, с.

Максимальную скорость нарастания давления (dp/ /dr)_max рассчитывают по формуле

(dp/dT)_max=Ap/Ax, (2.51)

где Ар — приращение давления, определяемое по пря­молинейному участку осциллограммы давление — вре­мя по тарировочному графику, кПа (рис. 2.30); Ах — время, в течение которого происходит приращение давления Ар, с.

0,3

0,1

Время, С

Рис 2.30. Осциллограмма изме­нения давления при сгорании смеси внутри замкнутого сосуда

За величину средней или максимальной скорости нарастания давления при взрыве исследуемой газо-, паровоздушной смеси принимают их наибольшее значе­ние, рассчитанное по результатам основных испы­таний.

Определение максимального давления взрыва и ско­рости нарастания давления при взрыве пылей выпол­няют на установке, схема которой представлена на рис. 2.28.

При испытании используют пыли с частицами раз­мером менее 50 мкм для металлических веществ и менее 100 мкм для других веществ. Установку прове­ряют на герметичность. Тарируют систему измерения давления подачей воздуха в реакционный сосуд до дав­ления 800 кПа с интервалом 50 кПа, а затем сбрасы­ванием давления до нуля через те же интервалы, фикси­руя весь процесс осциллографом. По данным, снятым

с осциллограммы, строят тарировочный график за­висимости отклонения луча осциллографа от прираще­ния давления, который должен представлять собой прямую линию.

Определяют давление «холостого» испытания уста­новки ро, возникающее в реакционном сосуде от подачи распыляющего газа при включенном источнике зажи­гания.

Время распыления 1 с, давление распыляющего газа в ресивере 300 кПа. Определение максимального давления взрыва состоит из предварительных и основ­ных испытаний. В серии предварительных испытаний находят оптимальную массу исследуемого образца, при которой возникает наибольшее давление взрыва.

Последовательность проведения испытания: образец помещают в распылитель, подают в ресивер воздух до требуемого давления, устанавливают на пуско-регули-рующем блоке продолжительность распыления, вклю­чают источник зажигания и распыляют образец. За взрыв принимают увеличение давления в реакционном сосуде не менее чем на 10 кПа по сравнению с давле­нием «холостого» испытания.

После каждого испытания реакционный сосуд про­дувают воздухом для удаления газообразных продуктов сгорания.

Первое испытание начинают с образца массой 0,5 г, увеличивая ее в последующих испытаниях на 0,2 г. По результатам испытаний строят кривую зависимости давления взрыва от массы образца. Массу образца, соответствующую максимуму этой зависимости, прини­мают за оптимальную.

Затем проводят серию основных испытаний на десяти образцах оптимальной массы и по полученным осцил­лограммам определяют давление взрыва.

За величину максимального давления взрыва пыли исследуемого вещества принимают наибольшее из деся­ти значений давления взрыва, полученных в серии основных испытаний.

Среднюю скорость нарастания давления (dpfdx),. рассчитывают по формуле (2.50), где р* — давление, возникающее в реакционном сосуде при сгорании пылевоздушной смеси, определяемое по осциллограмме давление — время, кПа; р₀ — давление «холостого»

испытания, кПа; т* — время, в течение которого дости­гается давление pk, с.

Максимальную скорость нарастания давления (dp/dj)_ma% рассчитывают по формуле (2.51). За величи­ну средней или максимальной скорости нарастания давления при взрыве исследуемого вещества принимают их наибольшее значение, рассчитанное по результатам основных испытаний.

Дата добавления: 2015-06-27