лабораторная работа / БжД взрыв

Цель работы: ознакомиться с экспериментальным методом определения величины текущего зазора и выбором оборудования взрывонепроницаемого исполнения.

Определения

Взрыв – быстрое преобразование вещества ,сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

Вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Температура вспышки – самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы ,способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще не достаточна для горения.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, заканчивающейся возникновением пламенного горения.

Легковоспламеняющаяся жидкость – жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше 61⁰С.

Горючая жидкость – жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки выше 61⁰С.

Нижний экспериментальный предел воспламенения - минимальная концентрация горючих газов, паров ЛВЖ, пыли или волокон в воздухе, ниже которого взрыв не произойдет даже при возникновении источника питания.

Безопасный экспериментальный максимальный зазор – максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе.

Величину текущего зазора определяют экспериментально для каждой горючей смеси.

Зазор может быть рассчитан по следующей формуле:

где: Ре-критерий Пекле характеризующий физически свойства процессов переноса тепла путем конвекции и теплопроводимости;

Ун – нормальная скорость распространения пламени;

- диаметр тушащего канала;

Ср – удельная теплоемкость исходной смеси;

- теплоемкость исходной жидкости;

- теплопроводимость исходной смеси

Текущий зазор определяется для исследуемой горючей смеси со стехиометрической концентрацией Сст :

где: А, В, С – стехиометрические коэффициенты горючего вещества, кислорода и азота соответственно определяемые из уравнения горения. Для ацетона:

С₃Н₆О + В.О₂ + С.N₂ = Д.Н₂О + Е.СО₂ + С.N₂

Объем, заливаемый в каждую полость для получения стехиометрической смеси, рассчитывается по уравнению:

где: М – молекулярный вес;

Уп – объем каждой полости, л;

Уг-и – объем грамм-молегулы, л

- удельная плотность;

Лабораторный стенд

1 –корпус бомбы ; 2 – вентилятор; 3 – предохранительный щиток; 4 – полость, имитирующая электроустановку; 5 – полость, имитирующая помещение; 6 – перегородка; 7 – втулка; 8 – коническая пробка; 9 – хвостовик; 10 – гайка; 11 – диск; 12 – деления; 13 - выходной штуцер; 14 – пластинка;15 – разрывная мембрана; 16 – клапан; 17 – трубопровод; 18 – выступ; 19 – стержень; 20 – конечный выключатель; 21 – фрикционная шайба; 22 – кнопка вентилятора; 23 – кнопка включения питания; 24 - кнопка выключения питания; 25 – кнопка зажигания в полости 4; 26 – кнопка зажигания в полости 5;

Результаты эксперимента

Исследуемое горючее		Концентрация Cст		Результат контрольного взрыва
		Результаты эксперимента
№ опыта	Величина зазора	Полость 1	Полость 2
1	1,3	взрыв	взрыв
2	1,1	взрыв	взрыв
3	0,9	взрыв	пробой

Расчет необходимого количества горючего вещества:

С₃H₆O + 4O₂ + N₂ = 3H₂O + 3CO₂ + N₂

A=1; B=4; C=1; D=3; E=3; C=1 C=3.76*4=15.04

C_ст=100/(A+B+C)=100/(1+15.04+4)= 4.99;

Расчет тушащего зазора:

По экспериментальным данным и таблице 3 взрывной смеси присваиваем категорию IIА “Промышленные газы и пары” с значением БЭМЗ более 0,9 мм..

Исходя из температуры самовоспламенения ацетона (T=465 0C) определяем температурный класс электрооборудования (Т1)

Маркировка электрооборудования 1ЕхIIАТ1.