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

Название горючего вещества	Химическая формула	Реакция горения
		m r mQ2 m N2
Ацетон	С3 Н6 О	1С3 Н6 О+4О2 +4 . 3,76N2 =3CO2 +3H2 O+4 . 3,76N2
Бензол	C6 H6	1C6 H6 +7,5O2 +7,5. 3,76N 2 =6CO2 +3H2 O+7,5. 3,76N2
Этиловый спирт	C2 H5 OH	1C2 H5 OH+3O2 +3. 3,76N 2 =2CO2 +3H2 O+3 . 3,76N2
Гексан	C6 H14	1C6 H14 +9,5O2 +9,5 . 3,76N2 =6CO2 +7H2 O+9,5 . 3,76N2

Таблица 2. Физические свойства горючих веществ.

Название горючего вещества	Молекулярная масса, г/ моль	Удельная плотность, g г , г/ л	Стехиометрическая концентрация, Сст	Стехиометрический объем, V, мл
Ацетон	58,08	790,5	4,99	0,15
Бензол	78,11	879,0	2,73	0,10
Этил. спирт	46,02	789,5	6,55	0,35
Гексан	86	660	2,16	0,11

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 возд

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать