9.5. Давление при взрыве пыли
Взрыв пыли в замкнутом объеме вызывает повышение избыточного давления (по отношению к атмосферному), которое зависит от физико-химических свойств пыли, а также от источника воспламенения. Рост избыточного давления р происходит по следующим причинам.
При взрыве происходит образование газообразных продуктов сгорания, объем которых превышает объем первоначальной смеси.
При взрыве происходит нагрев газообразных продуктов сгорания до высокой температуры. В соответствии с уравнением состояния
p=ρRT, (9.1)
где ρ, R, Т – плотность, газовая постоянная и абсолютная температура продуктов взрыва, с ростом температуры возрастает также и давление.
В табл. 9.3 приведены данные по избыточному давлению взрыва для некоторых пылей (при концентрации Сm = 50 г/м3).
Таблица 9.3
Избыточное давление взрыва для некоторых пылей
Наименование
|
Сера |
Сахарная пудра |
Алюминий |
р, МПа |
0.073 |
0.080 |
0.095 |
С ростом концентрации пыли давление при взрыве резко возрастает. Так, для приведенных в табл. 9.3 пылей, при их концентрации Сm = 160 г/м3 давление взрыва может достигать р = 0.6 МПа.
9.6. Факторы, влияющие на взрыв пыли
На взрывоопасность пылевоздушных смесей оказывает влияние целый ряд факторов, в частности, тип источника воспламенения, влажность пыли и воздуха, дисперсность пыли, а также начальная температура смеси.
Источник воспламенения
Наибольшую роль играют температура источника воспламенения и величина поверхности источника, соприкасающейся с пылью. Наименьший предел взрыва будет у того источника воспламенения, который обладает наиболее высокой температурой и развитой поверхностью (табл. 9.4).
Таблица 9.4
Нижний предел взрыва некоторых веществ (Сm, г/м3)
Вещество |
Нагретая спираль (12000С) |
Электросварка |
Автомобильная свеча зажигания |
Крахмал
|
7.0 |
10.3 |
13.7 |
Мука
|
10.3 |
10.3 |
не воспламеняется |
Сахар
|
10.3 |
17.2 |
34.4 |
Алюминий |
7.0 |
7.0 |
13.7 |
Влажность пыли и воздуха
Влага, содержащаяся в пыли, затрудняет ее воспламенение и распространение пламени по ней. Объясняется это тем, что в процессе нагрева пыли большое количество тепла тратится на испарение влаги. Зависимость давления взрыва от содержания влаги W в торфяной пыли приведена на рис. 9.4.
Отметим, что на этом эффекте освоено тушение пожаров распылом жидкости – воды.
|
Рис. 9.4. Зависимость давления взрыва от содержания влаги в торфяной пыли (грамм влаги на килограмм пыли)
|
