1. Общие положения

Интенсификация технологических процессов, увеличение ско­ростей транспортировки и переработки твердых и жидких диэлек­трических материалов приводят к появлению зарядов статического электричества на перерабатываемом материале и поверхностях оборудования.

В основе образования статического электричества лежат очень сложные процессы, зависящие от множества факторов. Наиболее рас­пространена гипотеза контактной электризации веществ и материа­лов. Согласно этой гипотезе, электризация возникает при соприкосно­вении двух разнородных веществ в силу неуравновешенности атом­ных и молекулярных сил на поверхности соприкосновения. При этом происходит перераспределение электронов или ионов веществ с обра­зованием двойного электрического слоя с противоположными зна­ками зарядов. Величина контактной разности потенциалов зависит от диэлектрических свойств соприкасающихся поверхностей, их состоя­ния, величины давления, сжимающего поверхности, от влажности и температуры поверхности и окружающей среды.

При разделении поверхностей, между которыми возникла кон­тактная разность потенциалов, каждая из них сохраняет свой заряд, а контактная разность потенциалов по мере уменьшения емкости между поверхностями может достичь десятков и сотен киловольт, и при дос­тижении порогового значения, определяемого электрической прочно­стью газовой среды, возникает искровой заряд (рис. 11.1)

.

I

Рис.11.1. Схема электрических явлений при разделении поверхностей контакта твердых тел:

v - скорость разделения поверхностей; 1_о - ток, обусловленный омической проводимостью разделяющихся поверхностей; /_и - ток ионизации в зазоре между разделяющимися поверхностями

Основными величинами, характеризующими способность раз­личных веществ электризоваться, являются их диэлектрическая проницаемость е и удельное сопротивление р. Материалы с одина­ковым удельным электрическим сопротивлением, а также с р < 10 Ом • см практически не электризуются.

Величина заряда на поверхности материала зависит также от ско­рости разделения поверхностей, т. е. от интенсивности технологиче­ского процесса.

Основная опасность электризации в производственных процес­сах - возможность воспламенения горючей смеси искровыми разря­дами. Однако разряд статического электричества, ощущаемого чело­веком как болезненный укол, может явиться косвенной причиной не­счастного случая.

Воспламеняющая способность искровых разрядов зависит от их энергии W, Дж, которая при разряде с проводящей поверхности может быть рассчитана по формуле

W = 0,5 • C • U²,

где С - электрическая емкость заряженной поверхности, Ф; U - по­тенциал заряженной поверхности, В.

Условием воспламенения взрывоопасной смеси искрой разряда статического электричества является превышение энергии, выделяе­мой при искровом разряде, над минимальной энергией, необходимой для воспламенения смеси.

Минимальная энергия воспламенения различных горючих смесей приведена в табл. 11.1 и 11.2.

Таблица 11.1 Вещества, входящие в состав смеси	Минимальная энергия воспламенения, мДж
Сероуглерод	0,009
Водород	0,019
Оксид этилена	0,06
Ацетилен	0,19
Бензол	0,2
Ацетон	0,6
Этиловый спирт	0,65
Бутан, этан	0,25
Пропан	0,26
Метан	0,28
Этиловый спирт	0,45
Сероводород	7,0
Оксид углерода	8,0