15.5.3. Работа на установке

До на­ча­ла ра­бо­ты не­об­хо­ди­мо вклю­чить ус­та­нов­ку кноп­кой 12 и за­пус­тить вен­ти­ля­тор цир­ку­ля­ци­он­ной сис­те­мы кноп­кой 13, ко­то­рая на­чи­на­ет пе­ре­ме­ще­ние сы­пу­че­го ма­те­риа­ла по пнев­мо­про­во­ду в бун­кер. Рас­ход транс­пор­ти­руе­мо­го ма­те­риа­ла ре­гу­ли­ру­ет­ся с по­мо­щью ши­бе­ра 18. Внут­рен­няя по­верх­ность при­ем­но­го бун­ке­ра фу­те­ро­ва­на фоль­гой, элек­три­че­ски со­еди­нен­ной с вы­со­ко­вольт­ным элек­тро­дом во взрыв­ной ка­ме­ре, где за­ря­да­ми ста­ти­че­ско­го элек­три­че­ст­ва под­жи­га­ет­ся го­рю­чая смесь, ко­то­рая вво­дит­ся во взрыв­ную ка­ме­ру че­рез от­вер­стие в верх­нем флан­це. Пе­ред ка­ж­дым вос­пла­ме­не­ни­ем (взры­вом) взрыв­ная ка­ме­ра про­ду­ва­ет­ся чис­тым воз­ду­хом для уда­ле­ния про­дук­тов го­ре­ния пу­тем на­жа­тия на кноп­ку 15 в те­че­ние 15 се­кунд. Под­счет ко­ли­че­ст­ва за­ря­дов во взрыв­ной ка­ме­ре осу­ще­ст­в­ля­ет­ся циф­ро­вым вольт­мет­ром 10, ко­то­рый вклю­ча­ет­ся в ра­бо­ту на­жа­ти­ем кноп­ки 1 на при­бо­ре, а ос­та­нав­ли­ва­ет­ся кноп­кой 2. Кноп­ка 3 слу­жит для сбро­са по­ка­за­ний на нуль.

Максимальное значение потенциала равно 10 кВ.

Выхлопная труба у своего основания имеет рычаг управления компенсатором взрывной волны 19, который после взрыва опускается вниз. Перед началом работы его необходимо вернуть в исходное крайнее верхнее положение.

Порядок проведения работы

1. Включить установку тумблером 12.

2. Продуть взрывную камеру свежим воздухом, удерживая кнопку 15 в течение 15 секунд.

3. Поднять вверх до упора рычаг управления компенсатора взрывной волны 19.

4. Максимально открыть шибер 18 и запустить пневмотранспортную систему кнопкой 13.

5. При помощи секундомера 11 и двух рисок 17 определить время прохождения материала через мерный участок, заметив отличающуюся по цвету от основной массы материала частицу. Расход материала (V) рассчитывается по формуле:

V = , см³, (15.1)

где  - объем мерного участка трубы, 500 см³;

 - время прохождения мерного участка трубы частицей материала, сек. (по секундомеру).

Результат занести в табл. 15.1.

Таблица 15.1

Параметр	Ед. изм.	Время прохождения
		1	2	3	4	5	6
V, расход	см3/с
N, число разрядов	с-1
Uпр, значение потенциала	кВ
Iэ, ток электризации	А
Wраз, энергия разряда	Дж

6. При выбранном расходе материала определить число импульсов в минуту с помощью цифрового вольтметра 10 и секундомера 11. Показание вольтметра во время разряда 10 кВ. Результаты занести в табл. 15.1. После заполнения строк 1-3 установка временно отключается.

7. По данным таблицы построить график зависимости количества импульсов от расхода материала.

8. Определить ток электризации (I_э, А) в зависимости от расхода материала по данным табл. 15.1 и формуле

I_э = U_пр^. С_разр^. N, (15.2)

где N - число разрядов, с^-1;

С_разр - электрическая емкость разрядной цепи (0,001 Ф);

U_пр - максимальное значение потенциала при разряде (10 кВ).

9. Рассчитать энергию искрового разряда статического электричества для каждого расхода материала (W_разр,Дж) по табл. 15.1 и по формуле:

W_разр = 0,5  C_разр  U_пр². (15.3)

10. Полученное значение энергии разряда сравнить с величинами минимальных энергий воспламенения некоторых веществ по табл. 15.2. Сделать вывод, какие из сред способны воспламенить электрический разряд, полученный на стенде?

Таблица 15.2

Вещество	Энергия,МДж	Вещество	Энергия,МДж
Ацетилен	0,011	Бензин Б-70	0,15
Аммиак	680	Этиловый спирт	0,19
Полистирол (пыль)	15	Циклопропан	0,23
Цинковая пыль	650	Цикорий (пыль)	5
Этан	0,24	Этилен	0,29
Водород	0,013	Ацетон	1,21

11. Определить необходимое количество горючей смеси (ацетона) (С_ст) для создания стехиометрической концентрации во взрывной камере. Стехиометрической называется смесь, которая не содержит в избытке ни горючий компонент, ни окислитель и определяется соотношением

С_ст = , (15.3)

где – стехиометрические коэффициенты горючей жидкости, кислорода и азота, определяемые из уравнения горения. Реакции горения некоторых веществ приведены в табл. 15.3.

Таблица 15.3

Вещество	Молекулярный вес (M, кг/Кмоль)	Формула	Удельная плотность, г/л	Реакция горения
Ацетон	58,8	C3H6O	790,5	C3H6O + 4 О2 + 4 · 3,76 N2 = =3 CO2 + 3 H2O + 4 · 3,76 N2
Бензол	48,11	C6H6	879,0	C6H6 + 7,5 O2 + 7,5 · 3,76 N2 = = 6 CO2 + 3 H2O + 7,5 · 3,76 N2
Этанол	46,02	C2H5OH	789,5	C2H5OH + 3 O2 + 3 · 3,76 N2 = = 2 CO2 + 3 H2O + 3 · 3,76 N2

Рассчитаем необходимый объем вещества (V), при котором возможен взрыв из уравнения

V = ,

где M - молекулярный вес, (кг/Кмоль); V_n–объем камеры (1 л) ;_ж–удельная плотность жидкости (г/л); V_t –объем грамм-молекулы (22,4 л).

Ко­эф­фи­ци­ент 3,76 от­ра­жа­ет со­от­но­ше­ние ки­сло­ро­да и азо­та в воз­ду­хе.

12. Рас­счи­тан­ное ко­ли­че­ст­во го­рю­чей сме­си за­ли­ва­ет­ся во взрыв­ную ка­ме­ру. Для это­го пред­ва­ри­тель­но не­об­хо­ди­мо на­жать вы­сту­паю­щий кла­пан за­лив­но­го от­вер­стия 7. По­сле ми­нут­ной вы­держ­ки для ис­па­ре­ния аце­то­на в ка­ме­ре за­пус­ка­ет­ся пнев­мотранс­порт­ная сис­те­ма с мак­си­маль­ным рас­хо­дом по сы­пу­че­му ве­ще­ст­ву. При дос­та­точ­ной энер­гии раз­ря­да и пра­виль­но вы­бран­ном объ­е­ме ве­ще­ст­ва дол­жен про­изой­ти взрыв.

13. Вы­клю­чить пнев­мотранс­порт­ную сис­те­му.