2. Экспериментальная часть

1. Экспериментально определить значение нижнего концентрационного предела воспламенения паров жидкости в воздухе при добавлении флегматизатора - двуокиси углерода.

2. Расчетными методами оценить:

- значения верхнего и нижнего концентрационных пределов воспламенения паров исследуемой жидкости в воздухе;

- координаты точек флегматизации, т.е. рассчитать минимальную флегматизирующую концентрацию двуокиси углерода и концентрацию горючего в точке флегматизации.

3. По экспериментальным и расчетным результатам построить график зависимости КПВ паров жидкости в воздухе от содержания двуокиси углерода. По результатам исследования сделать выводы.

Э кспериментальная установка

Экспериментальная установка (рис.2) состоит из взрывной камеры 1 с впаянными электродами 2, которые через высоковольтный генератор 3 и выпрямитель 4 соединены с электрической сетью. Нижний конец пипетки с помощью крана 5 соединяется с атмосферой, а верхний ее конец через кран 6 и трехходовой кран 7 – с вакуумметром 8 и вакуумным насосом 9. Испытуемая жидкость заливается в сосуд 10, флегматизатор (двуокись углерода) храниться в резиновой камере 11.

Экспериментальное определение КПВ производится путем нахождения предельных концентраций, еще способных к воспламенению и распространению горения.

3. Порядок выполнения работы

1. Заполнить таблицу (табл.1) исходных данных.

Таблица 1

№ п/п	Параметры	Значение параметров
1 2 3 4 5	Жидкость Атмосферное давление, Па Температура окружающей среды, С Концентрация двуокиси углерода, % Давление насыщенных паров жидкости, Па

Горючая жидкость и концентрация флегматизатора задаются преподавателем, атмосферное давление и температура определяются по приборам. Давление насыщенного пара жидкости является функцией температуры (уравнение Клапейрона-Клаузиуса).

2. По формулам (3, 4, 5) рассчитать значения концентрационных пределов воспламенения, по формулам (7) и (8) – минимальную флегматизирующую концентрацию двуокиси углерода и концентрацию горючего в точке флегматизации. Результаты расчета занести в табл.2.

Таблица 2

№ п/п	Расчетные параметры	Значение параметра	Среднее значение параметра
1 2 3 4	НКПВ, % по формуле (3) по формуле (4) по формуле (5) ВКПВ, % по формуле (3) по формуле (5) Минимальная флегматизирующая концентрация, % Концентрация горючего в точке флегматизации, %

3. Определить количество насыщенных паров горючей жидкости для первоначального введения во взрывную камеру. Отсчет производить по образцовому вакуумметру. Шкала вакуумметра составляет одну техническую атмосферу 1 кгс/см² (98 000 Па или 735 мм рт. ст.) и разделена на 100 делений. Поскольку в камеру вводится не чистое вещество, а смесь его насыщенных паров с воздухом, то необходимо знать их давление p_н.п (табл.1). По среднему расчетному значению НКПВ определить первоначальное количество насыщенных паров, вводимых в камеру, в делениях вакуумметра

, (9)

где – среднее расчетное значение НКПВ (табл.2).

Количество флегматизатора, вводимого в камеру, в делениях вакуумметра:

, (10)

где  – заданное значение флегматизатора, % (табл.1).

4. Опыт проводить по следующей схеме:

1. Закрыть нижний кран 5 на взрывной камере, открыть кран 6, а краном 7 соединить пипетку с вакуумным насосом (положение 1).

2. С помощью вакуумного насоса прокачать взрывную камеру 1, периодически (3-4 раза) соединяя ее краном 5 с атмосферой. Тем самым камера освобождается от продуктов горения или от несгоревшей смеси.

3. При предыдущем положении крана 7 и закрытом кране 5 в камере создать разряжение (7-8 оборотов вакуумного насоса) и с помощью крана 7 камеру соединить с вакуумметром 8 (положение 2). При этом показания вакуумметра не должны изменяться во времени. Если происходит падение разряжения, то необходимо определить место подсоса воздуха и обеспечить герметичность системы.

4. К нижнему концу взрывной камеры подсоединить с помощью резинового шланга сосуд с исследуемой жидкостью 10 и, медленно открывая кран 5, в камеру впустить расчетное количество насыщенных паров жидкости. Отсчет количества введенных паров жидкости определить по шкале вакуумметра. Затем кран 5 перекрыть, сосуд 10 отсоединить от взрывной камеры и подключить камеру с флегматизатором 11. Открыть кран на камере, затем, медленно открывая кран 5, ввести расчетное значение флегматизатора.

5. Перекрыть кран 5, кран на камере с флегматизатором, отсоединить камеру от взрывной камеры и с помощью крана 6 отключить взрывную камеру от вакуумметра и вакуумного насоса.

6. Краном 5 соединить взрывную камеру 1 с атмосферой. С помощью кнопки включения генератора 3 произвести искровой разряд на электродах 2. Положение крана 5 должно быть открытое.

7. Визуально фиксировать наличие или отсутствие воспламенения. При отсутствии воспламенения концентрацию горючего повысить на одно деление вакуумметра, а при его наличии, наоборот, понизить. Опыты повторять до тех пор, пока при данном количестве флегматизатора две смеси, различающиеся только на одно деление вакуумметра, воспламеняются и не воспламеняются.

8. За НКПВ принимают среднее значение между этими величинами. Результаты занести в табл.3.

Таблица 3

№ п/п	Содержание флегматизатора				Результат испытания	Значение НКПВ, %
	, %	z ф	z г	 г, %	(да, нет)	 н

5. По данным табл.2 и 3 построить график зависимости КПВ от содержания флегматизатора, определить область воспламенения (рис.1).