Пример из истории

Жёсткий дирижабль «Гинденбург», построенный в 1936 году в Германии, был самым большим в мире в то время. Завершая очередной трансатлантический рейс, при выполнении посадки на главной воздухоплавательной базе военно-морских сил США в Лейкхерсте, наполненный пожароопасным водородом, «Гинденбург» потерпел катастрофу. В результате погибло 35 из 97 находившихся на его борту человек, а также один член наземной команды.

Согласно официальному отчёту немецкой следственной комиссии, расследовавшей катастрофу, в хвостовой части корпуса мог произойти обрыв одной из стальных проволочных расчалок, проходивших в виде сети по внутренней части каркаса и служивших для передачи на каркас давления газовых баллонов. В результате разрыва был повреждён 4-й или 5-й внутренний газовый баллон, заполненный водородом, что вызвало утечку газа и образование в пространстве между баллонами и наружной оболочкой взрывоопасной смеси с атмосферным воздухом. После сбрасывания посадочных канатов оболочка дирижабля из-за плохой электропроводности её материала была заземлена хуже, чем его корпус. Это привело к возникновению разности потенциалов между частями наружной оболочки и каркасом. В условиях повышенной влажности участков оболочки, вызванной предшествовавшим аварии проходом дирижабля через грозовой фронт, эта разность потенциалов вызвала искру, воспламенившую образовавшуюся воздушно-водородную смесь.

Задача 35.

Как избежать опасного статического разряда электричества при наполнении из шланга резервуара диэлектрической жидкости?

Решение: Жидкими диэлектриками являются насыщенные ароматические, хлорированные и фторированные углеводороды, ненасыщенные парафиновые и вазелиновые масла, кремниевые органические соединения (полиорганосилоксаны), сжиженные газы, дистиллированная вода.

Электризация возникает при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материала, который изолирован. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов, причем материал, имеющий большую диэлек­трическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую — отрицательно. Чем больше различаются диэлектрические свойства материа­лов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов. На соприкасающихся материалах с одинаковыми диэлектрическими свойствами (диэлектрической проницаемостью) заряды не образуются. Интенсивность образования электрических зарядов определяется различием электрических свойств материалов, а также силой и скоростью трения, как в случае диэлектрической жидкости. Чем больше скорость жидкости при переливании, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов.

Заряды могут возникнуть при переливании, перекачивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлектрических жидкостей, например, бензина ( )или керосина ( ). Наполняя резервуар диэлектрической жидкостью высоко и свободно падающей струей, увеличивается скорость капель жидкости, что сопровождается интенсивным образованием статического электричества. Более безопасно, когда шланг опускается ниже уровня жидкости или струя направляется вдоль стенки, чтобы избежать брызг.

Задача 36.

Чтобы избежать накопления статического электричества на окружающих человека предметах, какими общими рекомендациями следует воспользоваться?

Решение: Предметы и вещества, соприкасающиеся друг с другом, лучше всего изготавливать из одинакового материала, чтобы исключить возникновений контактной электризации, то есть появление разноименных зарядов.При покрытии пола следует использовать антистатические вещества. Хороший эффект дает регулярная антистатическая обработка ковровых покрытий, синтетических материалов и тканей средствами бытовой химии.

Задача 37.

Для обеспечения допустимой концентрации пыли в воздухе рабочей зоны на производстве используются специальные установки для их улавливания. Пыль оказывает негативное воздействие на органы дыхания человека, а также некоторые ее виды могут стать в определенных условиях фактором, инициирующим взрыв. Вредность воздействия пыли на органы дыхания человека определяется в основном физико-химическим составом пыли, её концентрацией в воздухе, способностью растворяться в биологических тканях и временем воздействия. В установках для улавливания пыли пропускают воздух через металлические трубы, по оси которых протягивается металлическая проволока. Проволока соединяется с минусом, а труба – с плюсом генератора, подающего напряжение в несколько десятков тысяч вольт. Как будут вести себя пылинки:

а) незаряженные?

б) заряженные положительно?

с) заряженные отрицательно?

Решение: Пылинки, заряженные положительно, и пылинки незаряженные, будут двигаться к проволоке. Пылинки, заряженные отрицательно, будут двигаться к трубе, если они находятся вдали от проволоки, и к проволоке, если они находятся ближе определенного расстояния, сравнимого с размерами пылинки.

Задача 38.

Электрический потенциал конвейерной ленты на производстве автомобильной резины может достичь 8000 В. Работницы, сидящие на деревянных скамейках, во время работы касаются ленты руками и получают заряд. Считая емкость тела работницы равной 25пФ, определите заряд, сообщаемый телу. Какими мероприятиями можно уменьшить электростатический заряд?

Решение: Устранить образование статического электричества можно при помощи следующих мер:

1 – заземлением металлических частей конвейерной ленты; 2 – увлажнением воздушной среды.

Воспользуемся определением электроемкости , тогда электрический заряд, сообщаемый телу человека, можно определить .