САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

КАФЕДРА «УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИССЛЕДОВАНИЕ

ВЗРЫВОЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВЗРЫВОНЕПРОНИЦАЕМОГО ИСПОЛНЕНИЯ

Ацетон С₃Н₆О

=0,2

Выполнил ст. гр. УИТ-51в

Шагиахметов В.М.

Проверил:

Русин С.А.

2008

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с экспериментальным методом определения величины тушащего зазора (БЭМЗ) и выбором электрооборудования взрывонепроницаемого исполнения.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Взрыв – быстрое преобразование веществ (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

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

Температура вспышки – самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

Температура воспламенения – температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) – жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше 61°С (относятся к взрывоопасным).

Горючая жидкость – жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки выше 61°С (относятся к пожароопасным, если не нагреть до температуры вспышки и выше).

Верхний и нижний концентрационные пределы воспламенения (ВКПВ и НКПВ) – соответственно максимальная и минимальная концентрации горючих газов, паров ЛВЖ, пыли или волокон в воздухе, выше и ниже которых взрыва не произойдет даже при возникновении источника инициирования взрыва.

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

С_ст – стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляется по формуле:

(3)

где – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

Величину тушащего зазора определяют экспериментально для каждой горючей смеси. Величина тушащего зазора может быть рассчитана по следующей формуле:

(9)

где – критерий Пекле, характеризующий физические свойства процессов переноса тепла путем конвекции (числитель) и теплопроводности (знаменатель);

– нормальная скорость распространения пламени, м/ч;

– диаметр (ширина) тушащего канала, м;

– удельная теплоемкость исходной смеси, Дж/кгּК;

– плотность исходной смеси, кг/м³;

– теплопроводность исходной смеси, Дж/мּчּК.

На пределах гашения пламени критерий Пекле постоянен и равен . Таким образом, приняв это за основу, можно оценить величину тушащего зазора .

Описание лабораторного стенда

Стенд типа ОТ-17 предназначен для исследования процесса тушения пламени в зазоре и может быть использован в производственных целях.

Рис. 1. Схема и передняя панель стенда ОТ-17:

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 – выхлопной 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

Объем (мл), заливаемый в каждую полость горючей жидкости для получения стехиометрической смеси, рассчитывается по формуле:

, (10)

где – молекулярный вес (для ацетона );

– объем каждой полости, л (для ОТ-17 л);

– объем грамм-молекулы, л (принять л);

– удельная плотность, г/л (для ацетона г/л).

Экспериментальное определение тушащего зазора

Рассчитаем стехиометрическую концентрацию смеси (ацетона) и объем легковоспламеняющейся жидкости для заливки в полости бомбы .

Ацетон - С₃Н₆О

где

,

Результаты эксперимента

Исследуемое горючее		Концентрация		Результаты контрольного взрыва
№ опыта	Величина зазора	Результаты эксперимента
		Полость I	Полость II
1	1,3	+	+	-
2	1,1	+	+	-
3	0,9	+	-	+

Обработка результатов эксперимента

1. Рассчитаем теоретическую величину зазора и сравним ее с полученной экспериментально.

Для ацетона принимаем следующие характеристики:

– нормальная скорость распространения пламени 4200 м/ч;

– теплоемкость горючей смеси Дж/кгּК;

– теплопроводность Вт/мּКДж/чּмּК;

– плотность исходной смеси кг/м³.

2. На основании полученного значения тушащего зазора определим группу взрывозащиты электрооборудования – IIB – промышленные газы и пары

3. По величине температуры самовоспламенения (для ацетона ) определим температурный класс электрооборудования – T1 (выше )

4. По величине температуры вспышки и НКПВ (для ацетона и НКПВ = 52 г/м³ (2,2%) обоснуем уровень и вид взрывозащиты электрооборудования:

Уровень взрывозащиты – 2 «электрооборудование повышенной надежности против взрыва» - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме работы

Вид взрывозащиты d - взрывонепроницаемая оболочка

5. Маркировка взрывозащищенного электрооборудования 2ExdIIBT1