Исследование процесса тушения пламени в зазоре

Лабораторная работа

Цель работы:

Ознакомиться с классом зон по ПУЭ, маркировкой и выбором электрооборудования.

Исследовать процесс тушения в зазоре электрооборудования во взрывонепроницаемом исполнении.

Сделать выводы.

Расчет величины тушащего зазора

Горючие газы, образовавшиеся в результате взрыва внутри оболочки, выходя под давлением взрыва через щель огнепреградителя, расширяются. При этом теплоотдача в окружающую среду (цех) превышает тепловыделение, чем предупреждается зажигание взрывоопасной смеси пламенем, выбрасываемым через фланцевые зазоры. Величина зазора должна быть меньше тушащего для данной смеси паров или газов. Она зависит только от свойств этой смеси и не зависит ни от материала, из которого выполнена щелевая защита, ни от ее длины.

Существует стандартный метод для определения зазора между фланцами по ГОСТ 12.1.001-78 ССБТ "Смеси взрывоопасные. Классификация". Максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе, называется безопасным экспериментальным зазором (БЭМЗ).

Из теории предела распространения пламени Я.Б. Зельдовича следует, что гашение пламени в узких каналах достигается при условии

, (1)

где Ре _крит. - критическое значение числа Пекле;

V_н - нормальная скорость распространения пламени, м/с;

(ацетон - 0,32; бензол - 0,37; этиловый спирт - 0,36, гексан - 0,37);

d_кр - критический диаметр тушащего канала, м;

а - коэффициент температуропроводности исходной смеси, м²/с; (ацетон - 0,0000208; бензол - 0,0000212; этиловый спирт - 0,0000202; гексан - 0,0000212).

Эквивалентный критический размер кольцевой щели определяется из соотношения

d _туш = , (2)

где D - средний диаметр конического отверстия между камерами,

D = 0,025 м.

Для многих горючих веществ Ре = 55 - 70.

По уравнению (2) рассчитывается величина тушащего зазора. Величина Ре_кр. задается преподавателем (Ре = 55, 60, 65, 70).

Для экспериментальной проверки вычисленного зазора необходимо рассчитать стехиометрическую концентрацию горючего вещества с воздухом. Стехиометрической называется горючая смесь, содержащая в определенном соотношении горючий компонент и окислитель.

Если во взрывную камеру залить горючее вещество, рассчитанное по стехиометрии, то образуется взрывоопасная смесь.

Стехиометрическая концентрация горючей смеси определяется по следующей формуле:

C_ст = % , (3)

где m_r; m₀₂; m_N2 - стехиометрические коэффициенты горючей жидкости, кислорода и азота, определенные из уравнения горения.

После определения стехиометрической концентрации можно найти и объем горючего, который эту концентрацию обеспечит:

, (4)

где М - молекулярная масса (см. табл. 9.22);

V_n - объем каждой полости, равный 1 литру;

Y_r - удельная плотность горючего, г/ л;

V_t - объем грамм-молекулы, равный 24,05 л.

Таблица 1. Реакции горения некоторых веществ и их физические свойства

Таблица 2. Физические свойства горючих веществ.

Установка для проведения эксперимента

Экспериментальная установка (рис.1) состоит из сосуда с двумя полостями A и B объемом 1 л каждая, с системами электрического зажигания горючей смеси и предохранительного щитка 1. Сосуд рассчитан на давление 10 МПа. Полости через клапан 2 и воздуховоды 3 соединены с вентилятором 4, используемым для их продувки. Продувка производится нажатием кнопки, расположенной на корпусе. Полости имеют внутри выступы 5, которые служат для ускорения испарения залитой жидкости. Для безопасного обслуживания установка при поднятом щитке 1 обесточивается.

В разделяющей перегородке 6 сосуда установлена втулка с коническим отверстием 7, в которое входит пробка 8 с резьбой на хвостике. С помощью втулки можно менять зазор между фланцами оболочки поворотом рукоятки лимба 9.

Перед началом работы необходимо продуть установку воздухом в течение 5 - 10 с, нажав кнопку вентилятора. Жидкое горючее вещество задается преподавателем. Для заданной жидкости выполняются расчеты по приведенным выше формулам (1-4). Поднять щиток 1, через отверстия штуцеров 9 залить горючую жидкость в количестве, рассчитанном по формуле (4). После этого под пластины 10 выхлопных штуцеров заложить листки плотного материала, например, кальку или бумагу. Для полного испарения залитой жидкости внутри полостей выждать 1 - 2 мин. Установить зазор, рассчитанный по формуле (1). Образовавшуюся в полости взрывоопасную смесь паров жидкости с воздухом нужно поджечь искрой, включив зажигание. Фиксировать взрыв по звуку и разрыву мембран на выхлопных штуцерах. Смесь поджигается в одной из камер.

Если зазор тушащий, то во второй полости взрыва не происходит, т.е. можно фиксировать "непередачу взрыва", и во второй полости сохраняется взрывоопасная смесь паров с воздухом. В этом случае для контроля результата необходимо воспламенить горючую смесь во второй камере, нажав кнопку на корпусе первой камеры, после чего должен произойти взрыв. Если зазор больше тушащего, то происходит "передача взрыва", т.е. при поджигании в одной из полостей взрыв происходит одновременно в обеих камерах и при нажатии кнопки взрыва в этой камере не возникает.

Таблица 2

Результаты опытов и расчетные величины

На основе изученного материала выбрать электрооборудование для производственных помещений по специальности и результаты занести в табл. 13.14.

Список помещений и объектов для оценки

Компрессорный цех.

Насосная нефтяная.

Технологический цех.

Сливоналивная эстакада.

Буровая установка.

Таблица 3

Выбор электрооборудования

Контрольные вопросы

Что называется взрывоопасной зоной?

На какие классы по ПУЭ делятся взрывоопасные зоны?

На какие классы по ПУЭ делятся пожароопасные зоны?

Какие бывают уровни взрывозащиты?

Какие бывают виды взрывозащиты?

Чем характеризуется группа?

Чем характеризуется температурный класс?

Приведите пример маркировки электрооборудования.

Где используется принцип тушения пламени в зазоре?

За счет чего происходит тушение пламени в зазоре?

Влияет ли длина щели на эффективность тушения?

Чем определяется величина тушащего зазора?

Дайте определение БЭМЗ?

Дайте определение стехиометрической концентрации горючей смеси.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.promeco.h1.ru/l

Похожие работы

Совершенствование технологического процесса изготовления фрез

Скачать

164206

16

29

... ремонт оборудования. Защита от шума Борьба с шумом посредством уменьшения его в источнике является наиболее рациональной. Уменьшение механического шума может быть достигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования. Расчет допустимого уровня шума Расчетная формула для определения уровня шума, если источник шума находится в помещении, будет иметь вид: , (4.1) где В ...

Технологический процесс изготовления шпинделя 4-хшпиндельной комбинированной головки

Скачать

155220

32

15

... форме, отражены в формуле (10.9) и сведены в соответствующие графы чертежа. , (10.9) где, ТАi – технологический допуск. 11. Планировка механического участка Деталь “шпиндель” (рис.1.1) является сборочной единицей головки 4-хшпиндельной комбинированной, которая в свою очередь входит в сборочный узел автоматической линии для обработки ...

Исследование применения сплавов системы Al-Mg-Si для производства поршней гоночных автомобилей

Скачать

105583

49

12

... механических нагрузок. Наиболее изнашиваемой частью двигателя гоночного автомобиля является поршень цилиндра. По утверждению специалистов немецкой фирмы Mahle, являющейся лидером в производстве поршней гоночных автомобилей, «стоимость поршня болида Formula –1 практически можно приравнять к цене золота». Основными материалами, используемыми в двигателях Формулы-1, являются алюминиевые магниевые, ...

Оценка и расчет пожарных рисков административного здания (на примере МДОУ № 126 "Солнечный зайчик" городского округа Тольятти)

Скачать

146408

13

26

... противопожарных и газодымонепроницаемых дверей с устройствами для самозакрывания согласно план-схемы №1,2, представленной в Приложении 2. По результатам анализа пожарного риска объекта защиты (МДОУ № 126 "Солнечный зайчик" городского округа Тольятти) разработана Декларация пожарной защиты (Приложение 3). Неисполнение рекомендаций по снижению уровня пожарного риска может привести администрацию к ...