Typy hodností. Typy výboja Teplota elektrickej iskry

4.9. Na základe zozbieraných údajov sa vypočíta bezpečnostný faktor K s v nasledujúcom poradí.
4.9.1. Vypočítajte priemerný čas existencie udalosti s nebezpečenstvom požiaru a výbuchu (t0) (priemerný čas strávený pri poruche) podľa vzorca
(68)
kde t j- život i- udalosť nebezpečná požiarom a výbuchom, min;
m- celkový počet podujatí (produktov);
j- poradové číslo udalosti (produktu).
4.9.2. Bodový odhad rozptylu ( D 0) priemerný čas existencie udalosti nebezpečnej požiaru a výbuchu sa vypočíta podľa vzorca
(69)
4.9.3. Smerodajná odchýlka () bodového odhadu priemerného trvania udalosti - t0 sa vypočíta podľa vzorca
(70)
4.9.4. Z tabuľky. 5 vyberte hodnotu koeficientu t b v závislosti od počtu stupňov voľnosti ( m-1) s úrovňou spoľahlivosti b=0,95.
Tabuľka 5

m-1
1
2
3 až 5
6 až 10
11 až 20
20
t b
12,71
4,30
3,18
2,45
2,20
2,09

4.9.5. Bezpečnostný faktor ( K b) (koeficient zohľadňujúci odchýlku hodnoty parametra t0 vypočítanej vzorcom (68) od jeho skutočnej hodnoty) sa vypočíta zo vzorca
(71)
4.9.6. Ak sa počas roka vyskytne iba jedna udalosť, predpokladá sa, že bezpečnostný faktor je rovný jednej.
5. Stanovenie požiarne nebezpečných parametrov tepelných zdrojov poruchovosti prvkov
5.1. Parametre požiarneho nebezpečenstva zdrojov tepla
5.1.1. Výboj atmosférickej elektriny
5.l.l.l. Priamy úder blesku
Nebezpečenstvo priameho úderu blesku spočíva v kontakte horľavého média s bleskozvodom, ktorého teplota dosahuje 30 000 °C pri sile prúdu 200 000 A a dobe pôsobenia asi 100 μs. Všetky horľavé médiá sa vznietia priamym úderom blesku.
5.1.1.2. Sekundárny zásah blesku
Nebezpečenstvo sekundárneho dopadu blesku spočíva v iskrových výbojoch vznikajúcich v dôsledku indukčných a elektromagnetických účinkov atmosférickej elektriny na výrobné zariadenia, potrubia a stavebné konštrukcie. Energia iskrového výboja presahuje 250 mJ a postačuje na zapálenie horľavých látok s minimálnou energiou vznietenia do 0,25 J.
5.1.1.3. Vysoký potenciál šmyku
Vysoký potenciál vnášajú do objektu kovové komunikácie nielen pri priamom zásahu bleskom, ale aj pri umiestnení komunikácií v tesnej blízkosti bleskozvodu. Pri dodržaní bezpečných vzdialeností medzi bleskozvodmi a komunikáciami dosahuje energia možných iskrových výbojov hodnoty 100 J alebo viac, to znamená, že stačí na zapálenie všetkých horľavých látok.
5.1.2. Elektrická iskra (oblúk)
5.1.2.1. Tepelný účinok skratových prúdov
Teplota vodiča ( t pr), °С, ohrievaný skratovým prúdom, sa vypočíta podľa vzorca
(72)
kde t n je počiatočná teplota vodiča, °C;
ja skrat - skratový prúd, A;
R- odpor vodiča, Ohm;
tk.z - čas skratu, s;
OD pr - tepelná kapacita vodiča, J×kg-1×K-1;
m pr - hmotnosť vodiča, kg.
Horľavosť kábla a vodiča s izoláciou závisí od hodnoty násobku skratového prúdu ja k.z, teda z hodnoty pomeru ja skrat na trvalý prúd kábla alebo drôtu. Ak je tento násobok väčší ako 2,5, ale menší ako 18 pre kábel a 21 pre drôt, potom sa izolácia z PVC zapáli.
5.1.2.2. Elektrické iskry (kvapky kovu)
Elektrické iskry (kvapky kovu) vznikajú pri skrate v elektrickom vedení, elektrickom zváraní a pri tavení elektród univerzálnych žiaroviek. Veľkosť kovových kvapiek v tomto prípade dosahuje 3 mm (pre stropné zváranie - 4 mm). Pri skratovom a elektrickom zváraní častice vyletujú všetkými smermi a ich rýchlosť nepresahuje 10, resp. 4 ms-1. Teplota kvapiek závisí od typu kovu a rovná sa teplote topenia. Teplota hliníkových kvapiek pri skrate dosahuje 2500 °C, teplota zváracích častíc a niklových častíc žiaroviek dosahuje 2100 °C. Veľkosť kvapiek pri rezaní kovu dosahuje 15-26 mm, rýchlosť 1 m s-1, teplota 1500 °C. Teplota oblúka pri zváraní a rezaní dosahuje 4000°C, preto je oblúk zdrojom vznietenia všetkých horľavých látok.
Zóna expanzie častíc pri skrate závisí od výšky drôtu, počiatočnej rýchlosti častíc, uhla odletu a má pravdepodobnostný charakter. Pri výške drôtu 10 m je pravdepodobnosť pádu častíc vo vzdialenosti 9 m 0,06; 7m-0,45 a 5m-0,92; vo výške 3 m je pravdepodobnosť pádu častíc vo vzdialenosti 8 m 0,01, 0,24, 4 m - 0,66 a 3 m - 0,99.
Množstvo tepla, ktoré je kvapka kovu schopná odovzdať horľavému médiu, keď sa ochladí na teplotu samovznietenia, sa vypočíta nasledujúcim spôsobom.
Priemerná rýchlosť letu kvapky kovu voľným pádom (wк), m×s-1, sa vypočíta podľa vzorca
(73)
kde g=9,8l m×s-1 - zrýchlenie voľného pádu;
H- výška pádu, m
Objem kvapiek kovu ( V k), m3, sa vypočíta podľa vzorca
(74)
kde d k - priemer kvapky, m.
pokles hmotnosti ( m k), kg, vypočítané podľa vzorca
(75)
kde r je hustota kovu, kg × m-3.
V závislosti od trvania letu kvapky sú možné tri jej stavy: kvapalina, kryštalizácia, tuhá látka.
Čas letu kvapky v roztavenom (kvapalnom) stave (tp), s, sa vypočíta podľa vzorca
(76)
kde C p - špecifické teplo taveniny kovu, J×k-1K-1;
m k je hmotnosť kvapky, kg;
S k=0,785 - plocha povrchu kvapky, m2;
T n, T pl je teplota kvapky na začiatku letu a teplota topenia kovu, v tomto poradí, K;
T 0 - teplota okolia (vzduchu), K;
a- súčiniteľ prestupu tepla, W, m-2 K-1.
Koeficient prestupu tepla sa určuje v nasledujúcom poradí:
a) vypočítajte Reynoldsovo číslo podľa vzorca
(77)
kde d k - priemer kvapky m;
v= 15,1×10-6 - koeficient kinematickej viskozity vzduchu pri teplote 20°С, m-2×s-1.
b) vypočítajte Nusseltovo kritérium podľa vzorca
(78)
c) vypočítajte súčiniteľ prestupu tepla podľa vzorca
, (79)
kde lВ=22×10-3 - súčiniteľ tepelnej vodivosti vzduchu, W×m-1× -К-1.
Ak t £ tp, potom konečná teplota kvapky je určená vzorcom
(80)
Čas letu kvapky, počas ktorého kryštalizuje, je určený vzorcom
(81)
kde OD cr - špecifické teplo kryštalizácie kovu, J×kg-1.
Ak tr (82)
Ak t>(tр+tcr), potom konečná teplota poklesu v tuhom stave je určená vzorcom
(83)
kde OD k je merná tepelná kapacita kovu, J kg -1×K-1.
Množstvo tepla ( W), J, dané kvapkou kovu na pevný alebo kvapalný horľavý materiál, na ktorý dopadol, sa vypočíta podľa vzorca
(84)
kde T sv - teplota samovznietenia horľavého materiálu, K;
Komu- koeficient rovný pomeru tepla odovzdaného horľavej látke k energii uloženej v kvapke.
Ak nie je možné určiť koeficient Komu, potom prijmite Komu=1.
Presnejšie stanovenie konečnej teploty kvapiek je možné vykonať s prihliadnutím na závislosť súčiniteľa prestupu tepla od teploty.
5.1.2.3. Univerzálne elektrické žiarovky
Nebezpečenstvo požiaru lámp je spôsobené možnosťou kontaktu horľavého média s žiarovkou elektrickej žiarovky ohriatou nad teplotu samovznietenia horľavého média. Teplota ohrevu žiarovky elektrickej žiarovky závisí od výkonu lampy, jej veľkosti a umiestnenia v priestore. Závislosť maximálnej teploty na žiarovke vodorovne umiestnenej lampy od jej výkonu a času je na obr. 3.


Sakra. 3

5.1.2.4. Iskry statickej elektriny
iskrová energia ( W i), J, ktoré môže vzniknúť pri pôsobení napätia medzi doskou a akýmkoľvek uzemneným predmetom, sa vypočíta z energie uloženej kondenzátorom zo vzorca
(85)
kde OD- kapacita kondenzátora, F;
U- napätie, V.
Potenciálny rozdiel medzi nabitým telesom a zemou merajú elektromery v reálnych výrobných podmienkach.

Ak W U³0,4 W m.e.z ( W m.e.z ¾ minimálna energia vznietenia média), potom sa za zdroj vznietenia považuje iskra statickej elektriny.
Skutočným nebezpečenstvom je „kontaktná“ elektrifikácia ľudí pracujúcich s pohyblivými dielektrickými materiálmi. Pri kontakte človeka s uzemneným predmetom vznikajú iskry s energiou 2,5 až 7,5 mJ. Závislosť energie elektrického výboja z ľudského tela a potenciálu nábojov statickej elektriny je znázornená na obr. štyri.
5.1.3. Mechanické (trecie) iskry (iskry z nárazu a trenia)
Rozmery rázových a trecích iskier, ktorými je kus kovu alebo kameňa zahriaty na žiaru, zvyčajne nepresahujú 0,5 mm a ich teplota je v rámci bodu tavenia kovu. Teplota iskier vznikajúcich pri zrážke kovov, ktoré môžu vstúpiť do vzájomnej chemickej interakcie za uvoľnenia značného množstva tepla, môže prekročiť teplotu topenia, a preto sa určuje experimentálne alebo výpočtom.
Množstvo tepla vydaného iskrou pri ochladení z počiatočnej teploty t n až do teploty samovznietenia horľavého média t sv sa vypočíta pomocou vzorca (84) a čas chladenia t je nasledujúci.
Teplotný pomer (Qp) sa vypočíta podľa vzorca
(86)
kde t c - teplota vzduchu, °C.
Koeficient prestupu tepla ( a), W × m-2 × K-1, sa vypočíta podľa vzorca
(87)
kde w a - rýchlosť iskrového letu, m×s-1.
rýchlosť iskry ( w i), vytvorený pri náraze voľne padajúceho telesa, sa vypočíta podľa vzorca
(88)
a pri náraze do rotujúceho telesa podľa vzorca
(89)
kde n- frekvencia otáčania, s-1;
R- polomer rotujúceho telesa, m.
Rýchlosť letu iskier vytvorených pri práci s bicím nástrojom sa rovná 16 m s
Kritérium Biot sa vypočíta podľa vzorca
(90)
kde d u je priemer iskry, m;
li je koeficient tepelnej vodivosti kovu iskry pri teplote samovznietenia horľavej látky ( t sv), W m -1 × K-1.
Podľa hodnôt relatívnej nadmernej teploty qp a kritéria AT i určíme podľa grafu (obr. 5) Fourierovo kritérium.

Sakra. 5

Čas chladenia kovovej častice (t), s, sa vypočíta podľa vzorca
(91)
kde F 0 - Fourierovo kritérium;
OD a - tepelná kapacita kovu iskry pri teplote samovznietenia horľavej látky, J×kg-1×K-1;
ri je hustota kovu iskry pri teplote samovznietenia horľavej látky, kg×m-3.
Za prítomnosti experimentálnych údajov o zápalnej schopnosti iskier z trenia možno bez výpočtov urobiť záver o ich nebezpečnosti pre analyzované horľavé médium.
5.1.4. Otvorené plamene a iskry z motorov (pecí)
Nebezpečenstvo požiaru plameňa je určené intenzitou tepelného účinku (hustota tepelného toku), oblasťou pôsobenia, orientáciou (vzájomná poloha), frekvenciou a časom jeho pôsobenia na horľavé látky. Hustota tepelného toku difúznych plameňov (zápalky, sviečky, plynové horáky) je 18-40 kW×m-2 a vopred zmiešaných (fúkačky, plynové horáky) 60-140 kW×m-2. 6 sú znázornené teplotné a časové charakteristiky niektorých plameňov a nízkokalorických zdrojov tepla.
Tabuľka 6

Názov horiacej látky (produktu) alebo požiarne nebezpečnej prevádzky
Teplota plameňa (tlenie alebo zahrievanie), °C
Doba horenia (tlenie), min
Horľavé a horľavé kvapaliny
880
¾
Drevo a rezivo
1000
-
Prírodné a skvapalnené plyny
1200
-
Plynové zváranie kovov
3150
-
Rezanie kovov plynom
1350
-
Tlejúca cigareta
320-410
2-2,5
Tlejúca cigareta
420-460
26-30
horiaca zápalka
600-640
0,33

Otvorený plameň je nebezpečný nielen pri priamom kontakte s horľavým médiom, ale aj pri jeho ožiarení. Intenzita žiarenia ( g p), W × m-2, sa vypočíta podľa vzorca
(92)
kde 5,7 je emisivita čierneho telesa, W × m-2 × K-4;
epr - znížená emisivita systému
(93)
ef - stupeň čiernosti horáka (pri spaľovaní dreva je 0,7, ropné produkty 0,85);
ev - stupeň emisivity ožiarenej látky je prevzatý z referenčnej literatúry;
T f - teplota plameňa, K,
T sv je teplota horľavej látky, K;
j1f je koeficient ožiarenia medzi vyžarujúcim a ožiareným povrchom.
Kritické hodnoty intenzity ožiarenia v závislosti od času ožiarenia pre niektoré látky sú uvedené v tabuľke. 7.
Nebezpečenstvo požiaru iskier z komínov, kotolní, potrubí lokomotív a dieselových lokomotív, ako aj iných strojov, požiarov, je do značnej miery určené ich veľkosťou a teplotou. Zistilo sa, že iskra s priemerom 2 mm je horľavá, ak má teplotu okolo 1000 °C, iskra s priemerom 3 mm má 800 °C a iskra s priemerom 5 mm je 600 °C. °C
Obsah tepla a čas vychladnutia iskry na bezpečnú teplotu sa vypočítajú pomocou vzorcov (76 a 91). V tomto prípade sa predpokladá, že priemer iskry je 3 mm a rýchlosť letu iskry (wi), m×s-1, sa vypočíta podľa vzorca
(94)
kde ww - rýchlosť vetra, m×s-1;
H- výška potrubia, m.
Tabuľka 7
Materiál
Minimálna intenzita ožiarenia, W × m-2, s dobou ožiarenia, min

3
5
15
Drevo (borovica s vlhkosťou 12%)
18800
16900
13900
Drevotrieska s hustotou 417 kg×m-3
13900
11900
8300
Rašelinové brikety
31500
24400
13200
Rašelinová hrudka
16600
14350
9800
bavlnené vlákno
11000
9700
7500
Laminát
21600
19100
15400
sklolaminát
19400
18600
17400
priesvitný papier
22000
19750
17400
Guma
22600
19200
14800
Uhlie
¾
35000
35000

iskrový výboj

iskrový výboj(elektrická iskra) - nestacionárna forma elektrického výboja vyskytujúceho sa v plynoch. K takémuto výboju zvyčajne dochádza pri tlakoch rádovo atmosférických a je sprevádzané charakteristickým zvukovým efektom – „prasknutím“ iskry. Teplota v hlavnom kanáli iskrového výboja môže dosiahnuť 10 000. V prírode sa iskrové výboje často vyskytujú vo forme blesku. Vzdialenosť "prepichnutá" iskrou vo vzduchu závisí od napätia a považuje sa za 10 kV na 1 centimeter.

Podmienky

Iskrový výboj zvyčajne nastáva, ak zdroj energie nie je dostatočne silný na udržanie stacionárneho oblúka alebo žeravého výboja. V tomto prípade súčasne s prudkým zvýšením výbojového prúdu klesne napätie na výbojovej medzere na veľmi krátky čas (od niekoľkých mikrosekúnd do niekoľkých stoviek mikrosekúnd) pod napätie zhasnutia iskrového výboja, čo vedie k ukončenie vypúšťania. Potom sa potenciálny rozdiel medzi elektródami opäť zvýši, dosiahne zapaľovacie napätie a proces sa opakuje. V iných prípadoch, keď je výkon zdroja energie dostatočne veľký, je tiež pozorovaný celý súbor javov charakteristických pre tento výboj, ale ide len o prechodný proces vedúci k vzniku výboja iného typu - najčastejšie oblúkového . Ak prúdový zdroj nie je schopný dlhodobo udržiavať samostatný elektrický výboj, potom sa pozoruje forma samovybíjania, nazývaná iskrový výboj.

Príroda

Iskrový výboj je lúč jasných, rýchlo miznúcich alebo vzájomne nahrádzajúcich vláknité, často silne rozvetvené pásiky - iskrové kanály. Tieto kanály sú naplnené plazmou, ktorá v silnom iskrovom výboji obsahuje nielen ióny zdrojového plynu, ale aj ióny elektródovej látky, ktorá sa pôsobením výboja intenzívne odparuje. Mechanizmus tvorby iskrových kanálov (a následne aj vzniku iskrového výboja) je vysvetlený streamerovou teóriou elektrického rozpadu plynov. Podľa tejto teórie sa z elektrónových lavín vznikajúcich v elektrickom poli výbojovej medzery za určitých podmienok vytvárajú streamery - slabo žiariace tenké rozvetvené kanály, ktoré obsahujú atómy ionizovaného plynu a odštiepujú sa z nich voľné elektróny. Spomedzi nich možno vyčleniť tzv. vodca - slabo svietiaci výboj, "dláždiaci" cestu k hlavnému výboju. Pohybuje sa z jednej elektródy na druhú, pokrýva výbojovú medzeru a spája elektródy s kontinuálnym vodivým kanálom. Potom v opačnom smere pozdĺž položenej cesty prechádza hlavný výboj sprevádzaný prudkým zvýšením sily prúdu a množstva energie uvoľnenej v nich. Každý kanál sa rýchlo rozširuje, čo vedie k rázovej vlne na jeho hraniciach. Kombinácia rázových vĺn z rozširujúcich sa kanálov iskier generuje zvuk, ktorý je vnímaný ako "prasknutie" iskry (v prípade blesku - hromu).

Zapaľovacie napätie iskrového výboja je zvyčajne dosť vysoké. Sila elektrického poľa v iskre klesne z niekoľkých desiatok kilovoltov na centimeter (kv/cm) v momente rozpadu na ~100 voltov na centimeter (v/cm) po niekoľkých mikrosekundách. Maximálny prúd pri silnom iskrovom výboji môže dosiahnuť hodnoty rádovo niekoľko stoviek tisíc ampérov.

Špeciálny druh iskrového výboja - kĺzavý iskrový výboj vznikajúce pozdĺž rozhrania medzi plynom a pevným dielektrikom umiestneným medzi elektródami za predpokladu, že intenzita poľa prevyšuje prieraznú silu vzduchu. Oblasti kĺzavého iskrového výboja, v ktorých prevládajú náboje jedného znamienka, indukujú na povrchu dielektrika náboje iného znamienka, v dôsledku čoho sa iskrové kanály plazia po povrchu dielektrika a vytvárajú takzvané Lichtenbergove obrazce. . Procesy podobné tým, ktoré sa vyskytujú počas iskrového výboja, sú charakteristické aj pre kefový výboj, ktorý je prechodným štádiom medzi korónovým a iskrovým výbojom.

Správanie sa iskrového výboja je veľmi dobre vidieť na spomalenom snímaní výbojov (Fpulz = 500 Hz, U = 400 kV) získaných z Teslovho transformátora. Priemerný prúd a trvanie impulzov nie sú dostatočné na zapálenie oblúka, ale sú celkom vhodné na vytvorenie jasného iskrového kanála.

Poznámky

Zdroje

  • A. A. Vorobyov, Technika vysokého napätia. - Moskva-Leningrad, GosEnergoIzdat, 1945.
  • Fyzická encyklopédia, v.2 - M.: Veľká ruská encyklopédia str.218.
  • Reiser Yu.P. Fyzika výboja plynu. - 2. vyd. - M .: Nauka, 1992. - 536 s. - ISBN 5-02014615-3

pozri tiež


Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo je „Spark Discharge“ v iných slovníkoch:

    - (iskra), nestabilný elektrický. výboj, ku ktorému dochádza, keď bezprostredne po prerušení výbojovej medzery napätie na nej klesne na veľmi krátky čas (od niekoľkých zlomkov mikrosekúnd až po stovky mikrosekúnd) pod hodnotu napätia ... ... Fyzická encyklopédia

    iskrový výboj- Elektrický pulzný výboj vo forme svetelného vlákna, vyskytujúci sa pri vysokom tlaku plynu a charakterizovaný vysokou intenzitou spektrálnych čiar ionizovaných atómov alebo molekúl. [GOST 13820 77] iskrový výboj Úplné vybitie za ... ... Technická príručka prekladateľa

    - (elektrická iskra) nestacionárny elektrický výboj v plyne, ktorý vzniká v elektrickom poli pri tlaku plynu až niekoľko atmosfér. Vyznačuje sa vinutým rozvetveným tvarom a rýchlym vývojom (asi 10 7 s). Teplota v hlavnom kanáli... Veľký encyklopedický slovník

    Kibirkštinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. výboj iskra vok. Funkenentladung, f; Funkentladung, fr rus. iskrový výboj, m pranc. décharge par étincelles, f … Fizikos terminų žodynas

    Iskra, jedna z foriem elektrického výboja v plynoch; sa zvyčajne vyskytuje pri tlakoch rádovo atmosférického tlaku a je sprevádzaný charakteristickým zvukovým efektom „prasknutia“ iskry. V prírodných podmienkach je I. p. najčastejšie pozorované vo forme blesku ... ... Veľká sovietska encyklopédia

    Elektrická iskra, nestacionárny elektrický výboj v plyne, ktorý sa vyskytuje v elektrike. poľa pri tlaku plynu až niekoľko. stovky kPa. Vyznačuje sa kľukatým rozvetveným tvarom a rýchlym vývojom (asi 10 7 s), sprevádzaný charakteristickým zvukom ... ... Veľký encyklopedický polytechnický slovník

    - (elektrická iskra), nestacionárne el. výboj v plyne, ktorý sa vyskytuje v elektr poľa pri tlaku plynu až niekoľko. bankomat Vyznačuje sa vinutým rozvetveným tvarom a rýchlym vývojom (cca 10 7s). Tempo pa v ch. kanál I. r. dosahuje 10 000 K... Prírodná veda. encyklopedický slovník

Výpočet parametrov zdrojov požiaru (výbuchu).

V tejto fáze je potrebné posúdiť schopnosť zdrojov vznietenia iniciovať horľavé látky.

Do úvahy sa berú štyri zdroje vznietenia:

a) sekundárne pôsobenie blesku;

b) iskry pri skrate;

c) iskry elektrického zvárania;

d) žiarovka žiarovky.

e) horiaca izolácia elektrického kábla (drôtu)

Sekundárny zásah blesku

Nebezpečenstvo sekundárneho dopadu blesku spočíva v iskrových výbojoch vznikajúcich v dôsledku indukčných a elektromagnetických účinkov atmosférickej elektriny na výrobné zariadenia, potrubia a stavebné konštrukcie. Energia iskrového výboja presahuje 250 mJ a postačuje na zapálenie horľavých látok s minimálnou energiou vznietenia do 0,25 J.

Sekundárne pôsobenie úderu blesku je nebezpečné pre plyn, ktorý zaplnil celý objem miestnosti.

Tepelné pôsobenie krátkych prúdov

Je zrejmé, že v prípade skratu, keď dôjde k poruche ochranného zariadenia, sú iskry, ktoré sa objavia, schopné zapáliť horľavú kvapalinu a explodovať plyn (táto možnosť je posúdená nižšie). Keď je ochrana aktivovaná, skratový prúd trvá krátko a je schopný len zapáliť PVC vedenie.

Teplota vodiča t asi C, ohriateho skratovým prúdom, sa vypočíta podľa vzorca

kde t n je počiatočná teplota vodiča, o C;

I k.z. - skratový prúd, A;

R - odpor (aktívny) vodiča, Ohm;

k.z. - trvanie skratu, s;

C pr - tepelná kapacita materiálu drôtu, J * kg -1 * K -1;

m pr - hmotnosť drôtu, kg.

Aby sa vedenie vznietilo, je potrebné, aby teplota t pr bola väčšia ako teplota vznietenia PVC vedenia t resp. \u003d 330 o C.

Predpokladá sa, že počiatočná teplota vodiča sa rovná teplote okolia 20 °C. Vyššie v kapitole 1.2.2 je aktívny odpor vodiča (Ra \u003d 1,734 Ohm) a skratový prúd (I skrat \u003d 131,07 A). Tepelná kapacita medi C pr \u003d 400 J * kg -1 * K -1. Hmotnosť drôtu je súčin hustoty a objemu a objem je súčin dĺžky L a plochy prierezu vodiča S

m pr \u003d * S * L (18)

Podľa referenčnej knihy nájdeme hodnotu \u003d 8,96 * 10 3 kg / m 3. Vo vzorci (18) nahradíme hodnotu prierezovej plochy druhého drôtu z tabuľky. 11, najkratšia, to znamená L \u003d 2 ma S \u003d 1 * 10 -6 m. Hmotnosť drôtu je

m pr \u003d 8,96 * 10 3 * 10 -6 * 2 \u003d 1,792 * 10 -2

S trvaním skratového skratu. \u003d 30 ms, podľa tabuľky 11 sa vodič zahreje na teplotu

Táto teplota nestačí na zapálenie PVC vedenia. A ak sa ochrana vypne, bude potrebné vypočítať pravdepodobnosť požiaru PVC vedenia.

Skrat iskier

V prípade skratu vznikajú iskry, ktoré majú počiatočnú teplotu 2100 °C a sú schopné zapáliť horľavú kvapalinu a explodovať plyn.

Počiatočná teplota medenej kvapky je 2100 o C. Výška, v ktorej dôjde ku skratu, je 1 m a vzdialenosť od kaluže horľavej kvapaliny je 4 m. Priemer kvapky je d až =2,7 mm alebo d až =2,7*10-3.

Množstvo tepla, ktoré je kvapka kovu schopná odovzdať horľavému médiu, keď sa ochladí na teplotu vznietenia, sa vypočíta takto: vypočíta sa priemerná rýchlosť letu kvapky kovu počas voľného pádu w cf, m/s podľa vzorca

kde g je zrýchlenie voľného pádu, 9,81 m/s2;

H - výška pádu, 1 m.

Získame priemernú rýchlosť pádu počas voľného pádu

Trvanie pádu kvapky možno vypočítať podľa vzorca

Potom sa objem kvapky Vk vypočíta podľa vzorca

Hmotnosť pádu m k, kg:

kde je hustota kovu v roztavenom stave, kg * m -3.

Hustota medi v roztavenom stave (podľa učiteľa) je 8,6 * 10 3 kg / m 3 a hmotnosť kvapky podľa vzorca (22)

m k \u003d 8,6 * 10 3 * 10,3138 * 10 -9 \u003d 8,867 * 10 -5

Doba letu kvapky kovu v roztavenom (kvapalnom) stave p, s:

kde C p je merná tepelná kapacita taveniny materiálu kvapiek, pre meď C p = 513 J * kg -1 * K -1;

Sk - plocha povrchu kvapky, m2, Sk = 0,785 d k2 = 5,722 x 10-6;

T n, T pl - teplota kvapky na začiatku letu a teplota topenia kovu, v tomto poradí, Tn = 2373 K, T pl = 1083 K;

To - teplota okolia, To = 293 K;

Súčiniteľ prestupu tepla, W * m -2 * K -1.

Koeficient prestupu tepla sa vypočíta v nasledujúcom poradí:

1) najprv vypočítajte Reynoldsovo číslo

kde v \u003d 1,51 * 10 -5 1 / (m 2 * s) - koeficient kinematickej viskozity vzduchu pri teplote 293 K,

kde \u003d 2,2 * 10 -2 W * m -1 * K -1 - koeficient tepelnej vodivosti vzduchu,

1*102 W*m-2*K-1.

Po výpočte koeficientu prestupu tepla zistíme čas letu kvapky kovu v roztavenom (kvapalnom) stave podľa vzorca (23)

Pretože< р, то конечную температуру капли определяют по формуле

Teplota samovznietenia propánu je 466 °C a teplota kvapky (iskry) v čase, keď sa priblíži k bazénu horľavých kvapalín, je 2373 K alebo 2100 °C. Pri tejto teplote sa izoprén vznieti a stabilne horí a propán vybuchne, aj keď dôjde k iskre pri skrate. Bod vzplanutia izoprénu je -48 0 С.


Vo výrobných podmienkach môžu byť zdroje vznietenia veľmi rôznorodé ako v povahe vzhľadu, tak aj v parametroch.
Medzi možné zdroje vznietenia vyčleňujeme otvorený oheň a žeravé produkty horenia; tepelný prejav mechanickej energie; tepelný, prejav elektrickej energie; tepelný prejav chemických reakcií.

Otvorený oheň a horúce produkty spaľovania. Požiare a výbuchy často vznikajú z neustále fungujúcich alebo náhle sa objavujúcich zdrojov otvoreného ohňa a produktov, ktoré sprevádzajú proces horenia – iskry, horúce plyny.
Otvorený oheň môže zapáliť takmer všetky horľavé látky, pretože teplota pri spaľovaní plameňa je veľmi vysoká (od 700 do 1500 ° C); v tomto prípade sa uvoľňuje veľké množstvo tepla a spaľovací proces je spravidla dlhý. Zdroje požiaru môžu byť rôzne - technologické vykurovacie pece, požiarne reaktory, regenerátory so spaľovaním organických látok z nehorľavých katalyzátorov, pece a zariadenia na spaľovanie a likvidáciu odpadu, horiace zariadenia na horenie bočných a pridružených plynov, fajčenie, používanie horákov e) Hlavným opatrením protipožiarnej ochrany proti stacionárnym zdrojom otvoreného ohňa je ich izolácia od horľavých pár a plynov v prípade nehôd a poškodení. Preto je lepšie umiestniť protipožiarne zariadenia do otvorených priestorov s určitou požiarnou medzerou od susedných zariadení alebo ich izolovať oddelene v uzavretých priestoroch.
Vonkajšie rúrkové vypaľovacie pece sú vybavené zariadením, ktoré umožňuje v prípade nehôd okolo nich vytvoriť parnú clonu a v prítomnosti susedných zariadení so skvapalnenými plynmi (napríklad zariadenia na frakcionáciu plynu) sú pece od nich oddelené. prázdnou stenou vysokou 2-3 m a na ňu je položená perforovaná rúra, aby sa vytvorili parné závoje. Pre bezpečné zapaľovanie pecí sa používajú elektrické zapaľovače alebo špeciálne plynové zapaľovače. Pomerne často dochádza k požiarom a výbuchom pri výrobe horúcich (napríklad zváranie) opravárenských prác v dôsledku nepripravenosti zariadenia (ako je uvedené vyššie) a miest, kde sa nachádzajú. Požiarne opravy, okrem
prítomnosť otvoreného plameňa, sprevádzaná expanziou
zo strany a padajúce na spodné plochy zahriatych kovových častíc, kde môžu vznietiť horľavé materiály. Preto sa okrem vhodnej prípravy prístrojov na opravu pripravuje aj okolitá lokalita. V okruhu 10 m sa odstránia všetky horľavé materiály a prach, horľavé konštrukcie sú chránené clonami a prijímajú sa opatrenia na zabránenie prenikaniu iskier na podkladové podlahy. Prevažná väčšina prác za tepla sa vykonáva pomocou špeciálne vybavených stacionárnych miest alebo dielní.
Na výrobu horúcej práce v každom jednotlivom prípade sa získa špeciálne povolenie od správy a sankcia od hasičského zboru.

V prípade potreby sa vypracujú dodatočné bezpečnostné opatrenia. Miesta horúcich prác kontrolujú špecialisti hasičského zboru pred a po ukončení prác. V prípade potreby je v čase prác inštalovaná požiarna zbrojnica s príslušným požiarnym vybavením.
Na fajčenie na území podniku a v dielňach sú vybavené špeciálne miestnosti alebo sú pridelené vhodné priestory; Na rozmrazovanie zamrznutého potrubia sa používajú teplovodné, parné alebo indukčné ohrievače.
Iskry sú rozžeravené pevné častice neúplne spáleného paliva. Teplota takýchto iskier je najčastejšie v rozmedzí 700-900 ° C. Keď sa dostane do vzduchu, iskra dohorí pomerne pomaly, pretože oxid uhličitý a iné produkty spaľovania sú čiastočne adsorbované na jej povrchu.
Zníženie nebezpečenstva požiaru spôsobeného pôsobením iskier sa dosiahne odstránením príčin iskrenia, a ak je to potrebné, zachytením alebo uhasením iskier.
Zachytenie a zhasnutie iskier pri prevádzke pecí a spaľovacích motorov sa dosahuje použitím lapačov iskier a lapačov iskier. Konštrukcie lapačov iskier sú veľmi rôznorodé. Zariadenia na zachytávanie a hasenie iskier sú založené na využití gravitácie (zrážacie komory), zotrvačnej sily (komory s prepážkami, trysky, siete, žalúziové zariadenia), odstredivej sily (cyklón

kolektory, turbína-vír), elektrické príťažlivé sily (elektrické filtre), chladenie spalín vodou (vodné clony, zachytávanie vodnou hladinou), chladenie a riedenie plynov vodnou parou a pod.



/ - ohnisko; 2 - usadzovacia komora; 3 - cyklónový lapač iskier; 4 - dopaľovacia tryska
niekoľko systémov na hasenie iskier v sérii, ako je znázornené na obr. 3.7.
Tepelný prejav mechanickej energie. K premene mechanickej energie na teplo, ktorá je z hľadiska požiaru nebezpečná, dochádza pri nárazoch pevných telies za vzniku iskier, trení telies pri vzájomnom pohybe voči sebe, adiabatickej kompresii plynov a pod.
Iskry nárazu a trenia vznikajú pri dostatočne silnom náraze alebo intenzívnom odieraní kovov a iných pevných látok. Vysoká teplota trecích iskier je určená nielen kvalitou kovu, ale aj jeho oxidáciou vzdušným kyslíkom. Teplota iskry nelegovaných mäkkých ocelí niekedy prekračuje

1500° C. Zmena teploty nárazových a trecích iskier v závislosti od materiálu kolidujúcich telies a pôsobiacej sily je znázornená v grafe na obr. 3.8. Napriek vysokej teplote majú nárazové a trecie iskry malé množstvo tepla kvôli nevýznamnosti ich hmotnosti. Potvrdili to početné experimenty

Ryža. 3.8. Závislosť teploty nárazových a trecích iskier od tlaku kolidujúcich telies

Najcitlivejšie na iskry nárazu a trenia sú acetylén, etylén, sírouhlík, oxid uhoľnatý, vodík. Látky, ktoré majú dlhú indukčnú periódu a vyžadujú značné množstvo tepla na zapálenie (metán, zemný plyn, čpavok, aerosóly atď.), sa nezapália nárazom a iskrami z trenia.
Iskry dopadajúce na usadený prach a vláknité materiály vytvárajú tlejúce vrecká, ktoré môžu spôsobiť požiar alebo výbuch. Iskry vznikajúce pri dopadoch hliníkových predmetov na zoxidovaný povrch oceľových dielov majú veľkú zápalnú schopnosť. Prevencia výbuchov a požiarov z nárazových a trecích iskier sa dosahuje používaním neiskrivého náradia na každodenné použitie a pri núdzových prácach vo výbušných dielňach; mág-
separátory nití a lapače kameňov na linkách dodávania surovín do rázových strojov, mlynov atď. prístrojov; výroba častí strojov, ktoré sa môžu navzájom zrážať, z neiskrivých kovov alebo striktným prispôsobením medzery medzi nimi.
Za neiskrivé sa považujú nástroje z fosforového bronzu, medi, zliatin hliníka AKM-5-2 a D-16, legovaných ocelí s obsahom 6-8 % kremíka a 2-5 % titánu atď.. Neodporúča sa používať pomedený nástroj. Vo všetkých prípadoch, ak je to možné, by sa nárazové operácie mali nahradiť operáciami bez nárazu*. Pri použití oceľového rázového náradia vo výbušnom prostredí je pracovisko silne vetrané, narážacie plochy náradia sú mazané mazivom.
Ohrievanie telies od trenia pri vzájomnom pohybe závisí od stavu povrchov trecích telies, kvality ich mazania, tlaku telies na seba a podmienok odvodu tepla do okolia.
V normálnom stave a správnej činnosti trecích párov sa prebytočné teplo odvádza do okolia včas, čím sa zabezpečí udržanie teploty na danej úrovni, t.j. ak Qtp = QnoT, potom /work = Const. Porušenie tejto rovnosti povedie k zvýšeniu teploty trecích telies. Z tohto dôvodu dochádza k nebezpečnému prehrievaniu v ložiskách strojov a prístrojov, pri preklzávaní dopravných pásov a hnacích remeňov, pri navíjaní vláknitých materiálov na rotujúce hriadele, pri obrábaní tuhých horľavých látok a pod.
Aby sa znížila možnosť prehriatia, pre vysokorýchlostné a silne zaťažované hriadele sa namiesto klzných ložísk používajú valivé ložiská.
Veľký význam má systematické mazanie ložísk (najmä klzných). Na bežné mazanie ložísk použite typ oleja, ktorý je prijatý s ohľadom na zaťaženie a počet otáčok hriadeľa. Ak prirodzené chladenie nestačí na odstránenie prebytočného tepla, zabezpečte nútené chladenie ložiska tečúcou vodou alebo cirkulujúcim olejom, zabezpečte reguláciu teploty

ložiská a kvapalinu používanú na ich chladenie. Stav ložísk sa systematicky monitoruje, čistí sa od prachu a nečistôt, zabraňuje sa preťaženiu, vibráciám, deformáciám a zahrievaniu nad stanovené teploty.
Nedovoľte „preťaženie dopravníkov, privretie pásu, uvoľnenie napnutia pásu, pás. Používajú sa zariadenia, ktoré automaticky signalizujú prácu pri preťažení. Namiesto prevodov s plochým remeňom sa používajú prevody s klinovým remeňom, ktoré prakticky vylučujú preklz.
Medzery medzi čapmi hriadeľa a ložiskami, puzdrami, puzdrami, štítmi a inými zariadeniami proti navíjaniu sa používajú na ochranu hriadeľov pred kontaktom s vláknitými materiálmi. V niektorých prípadoch sú nainštalované nože proti navíjaniu atď.
Ohrev horľavých plynov a vzduchu pri ich stláčaní v kompresoroch. Nárast teploty plynu počas adiabatickej kompresie je určený rovnicou

kde Tll1 Tk - teplota plynu pred a po stlačení, °K; Pm Pk - počiatočný a konečný tlak, kg / cm2 \ k - adiabatický index, pre vzduch? ​​= 1,41.
Teplota plynu vo valcoch kompresora pri normálnom kompresnom pomere nepresahuje 140-160 °C. Keďže konečná teplota plynu počas kompresie závisí od kompresného pomeru, ako aj od počiatočnej teploty plynu, aby sa predišlo nadmernému prehrievaniu počas kompresie na vysoké tlaky sa plyn stláča postupne vo viacstupňových kompresoroch a po každom stupni kompresie sa ochladzuje v medzistupňových chladičoch. Aby ste predišli poškodeniu kompresora, kontrolujte teplotu a tlak plynu.
Zvýšenie teploty pri stláčaní vzduchu často vedie k výbuchom kompresorov. Výbušné koncentrácie vznikajú v dôsledku vyparovania a rozkladu mazacieho oleja pri zvýšených teplotách. Zdrojom vznietenia sú miesta samovznietenia produktov rozkladu oleja usadené v potrubí prívodu vzduchu a prijímači. Zistilo sa, že pri každom zvýšení teploty o IO0C vo valcoch kompresora sa oxidačné procesy zrýchlia 2-3 krát. Prirodzene, výbuchy sa spravidla nevyskytujú vo valcoch kompresora, ale vo vzduchových potrubiach na výstupe a sú sprevádzané spaľovaním olejového kondenzátu a produktov rozkladu oleja, ktoré sa hromadia na vnútornom povrchu vzduchových potrubí. Aby sa predišlo výbuchom vzduchových kompresorov, okrem monitorovania teploty a tlaku vzduchu nastavujú a prísne dodržiavajú optimálne normy pre dodávku mazacieho oleja, systematicky čistia vzduchové kanály a prijímače od horľavých usadenín.
Tepelný prejav elektrickej energie. Tepelný účinok elektrického prúdu sa môže prejaviť vo forme elektrických iskier a oblúkov pri skrate; nadmerné prehrievanie motorov, strojov, kontaktov a jednotlivých úsekov elektrických sietí pri preťaženiach a prechodových odporoch; prehriatie v dôsledku prejavu vírivých prúdov indukcie a samoindukcie; s iskrovými výbojmi statickej elektriny a výbojmi atmosférickej elektriny.
Pri posudzovaní možnosti vzniku požiarov od elektrických zariadení je potrebné zohľadniť prítomnosť, stav a súlad existujúcej ochrany pred vplyvmi prostredia, skratmi, preťaženiami, prechodovými odpormi, výbojmi statickej a atmosférickej elektriny.
Tepelný prejav chemických reakcií. Chemické reakcie, ktoré prebiehajú s uvoľňovaním značného množstva tepla, zakrývajú možnosť požiaru alebo výbuchu, pretože je možné zahriať reagujúce alebo blízke horľavé látky na teplotu ich samovznietenia.
Podľa nebezpečenstva tepelných prejavov exotermických reakcií sa chemikálie delia do nasledujúcich skupín (bližšie v kapitole I).
a. Látky, ktoré sa vznietia pri kontakte so vzduchom, t. j. s teplotou samovznietenia pod teplotou okolia (napríklad organohlinité zlúčeniny) alebo zahriate nad ich teplotu samovznietenia.
b. Látky, ktoré sa na vzduchu samovoľne vznietia – rastlinné oleje a živočíšne tuky, uhlie a drevené uhlie, sulfidy železa, sadze, práškový hliník, zinok, titán, horčík, rašelina, odpadové nitroglyftalové laky atď.
Samovoľnému horeniu látok sa bráni zmenšením oxidačného povrchu, zlepšením podmienok pre odvod tepla do okolia, znížením počiatočnej teploty prostredia, použitím inhibítorov samovznietenia, izoláciou látok od kontaktu so vzduchom (skladovanie a spracovanie pod ochranou nehorľavých plynov, ochrana povrchu drvených látok tukovým filmom a pod.).
v. Látky, ktoré sa vznietia pri interakcii s vodou, sú alkalické kovy (Na, K, Li), karbid vápnika, nehasené vápno, prášok a hobliny horčíka, titánu, organohliníkové zlúčeniny (trietylhliník, triizobutylhliník, dietylhlinitý chlorid atď.). Mnohé z tejto skupiny látok pri interakcii s vodou vytvárajú horľavé plyny (vodík, acetylén), ktoré sa môžu počas reakcie vznietiť a niektoré z nich (napríklad organohlinité zlúčeniny) pri kontakte s vodou spôsobujú výbuch. Prirodzene, takéto látky sa skladujú a používajú a chránia priemyselnú, atmosférickú a pôdnu vodu pred kontaktom s nimi.
d) Látky, ktoré sa vznietia pri vzájomnom kontakte, sú hlavne okysličovadlá, schopné za určitých podmienok vznietiť horľavé látky. Interakčné reakcie oxidačných činidiel s horľavými látkami sú uľahčené drvením látok, zvýšenou teplotou a prítomnosťou iniciátorov procesu. V niektorých prípadoch majú reakcie charakter výbuchu. Oxidačné činidlá sa nesmú skladovať spolu s horľavými látkami, nesmie byť umožnený ich vzájomný kontakt, pokiaľ to nevyplýva z povahy technologického procesu.

e) Látky schopné rozkladu vznietením alebo výbuchom pri zahrievaní, náraze, stlačení atď. Patria sem výbušniny, ľadok, peroxidy, hydroperoxidy, acetylén, porofor ChKhZ-57 (kyselina azodinitril izomaslová) atď. Takéto látky chránia pred nebezpečnými teplotami a nebezpečnými mechanickými vplyvmi pri skladovaní a používaní.
Chemikálie vyššie uvedených skupín sa nesmú skladovať spoločne, ako aj spolu s inými horľavými látkami a materiálmi.

Vo výrobných podmienkach sa pri nárazoch pevných telies (s tvorbou iskier alebo bez nich) pozoruje požiarne nebezpečné zvýšenie teploty telies v dôsledku premeny mechanickej energie na tepelnú energiu; s povrchovým trením telies pri ich vzájomnom pohybe; pri obrábaní plných materiálov reznými nástrojmi, ako aj pri stláčaní plynov a lisovaní plastov. Stupeň zahrievania telies a možnosť výskytu zdrojov vznietenia v tomto prípade závisí od podmienok prechodu mechanickej energie na tepelnú energiu.

Obr- 5-9. Lapač iskier turbína-vír: / - puzdro; 2 - stacionárna turbína; 3 - dráha pevných častíc

Ryža. 5.10. Závislosť teploty oceľovej iskry od sily a narážajúceho materiálu (podľa MIHM): 1 - s brúsnym kotúčom; 2 - s kovovým diskom. Lineárna nárazová rýchlosť 5,2 m/s

Iskry vznikajúce pri nárazoch pevných telies. Dostatočne silné nárazy niektorých pevných telies vytvárajú iskry (nárazové a trecie iskry). Iskra je v tomto prípade častica kovu alebo kameňa zahriata na žiaru. Veľkosti nárazových a trecích iskier závisia od vlastností materiálov a energetických charakteristík nárazu, ale zvyčajne nepresahujú 0,1 ... 0,5 mm. Teplota iskry okrem toho závisí od procesu interakcie (chemickej a tepelnej) kovovej častice s prostredím. Pri náraze a odieraní kovov v prostredí, ktoré neobsahuje kyslík alebo iné oxidačné činidlo, teda nevznikajú žiadne viditeľné iskry. Dodatočné zahrievanie kovových nárazových iskier počas letu v prostredí zvyčajne nastáva v dôsledku ich oxidácie vzdušným kyslíkom. Teplota iskry nelegovanej mäkkej ocele môže dosiahnuť teplotu tavenia kovu (asi 1550 ° C). Zvýši sa so zvýšením obsahu uhlíka v oceli, zníži sa so zvýšením legujúcich prísad. Závislosť teploty iskry od materiálu kolidujúcich telies a aplikovaného merného zaťaženia je znázornená na obr. 5.10. Podľa grafov sa teplota iskry lineárne zvyšuje so zvyšujúcim sa zaťažením a iskry vznikajúce pri náraze ocele na korund majú vyššiu teplotu ako pri náraze ocele na oceľ.

Pri výrobných podmienkach sa acetylén, etylén, vodík, oxid uhoľnatý, sírouhlík vznietia od iskier z nárazu. Nárazové iskry (za určitých podmienok) môžu vznietiť zmesi metánu a vzduchu. Zápalná sila nárazových iskier je úmerná obsahu kyslíka v zmesi, ktorú môžu tieto iskry zapáliť. Je to pochopiteľné: čím viac kyslíka v zmesi, tým intenzívnejšie horí iskra, tým vyššia je horľavosť zmesi.

Schopnosť vznietenia nárazových iskier je stanovená experimentálne - v závislosti od energie nárazu.

Letiaca iskra nezapaľuje priamo zmesi prachu a vzduchu, ale po dopade na usadený prach alebo vláknité materiály spôsobuje vznik tlejúcich ohnísk. To zjavne vysvetľuje veľký počet zábleskov a požiarov spôsobených mechanickými iskrami v strojoch, kde sú vláknité materiály alebo usadeniny jemného horľavého prachu. Takže v brusiarňach mlynov a krúp, v triediarňach, kypričoch a predajniach oxidu uhoľnatého textilných tovární, ako aj v závodoch na odzrňovanie bavlny vzniká viac ako 50 % všetkých vznietení a požiarov z iskier zasiahnutých nárazmi pevných telies. .

Pri náraze hliníkových telies na povrch zoxidovanej ocele vznikajú iskry. V tomto prípade dochádza k chemickej interakcii medzi vyhrievanými hliníkovými časticami a oxidmi železa s uvoľňovaním značného množstva tepla:

2A1 + Fe203 \u003d A1203 + 2Fe + Q.

Teplo tejto reakcie zvyšuje tepelný obsah a teplotu iskry.

Iskry vznikajúce pri práci s nárazovými nástrojmi (kladivá, dláta, páčidlá atď.) často spôsobujú nebezpečenstvo požiaru a výbuchu. Sú známe prípady zábleskov a výbuchov v čerpacích a kompresorových staniciach, ako aj v priemyselných priestoroch, keď nástroj spadne, udrie kľúče v momente uťahovania matíc. Preto pri vykonávaní prác na miestach, kde je možná výbušná zmes pár alebo plynov so vzduchom, nepoužívajte úderové nástroje vyrobené z iskrivých materiálov. Náradie z bronzu, fosforového bronzu, mosadze, berýlia, hliníkovej zliatiny AKM-5-2, duralu s obmedzeným (do 1,2 ... 1,8 %) obsahu, horčíka .. (zliatina D-16 a pod.) a dokonca nástroje z vysokolegovaných ocelí Použitie pomedeného nástroja nedosahuje cieľ, pretože mäkká vrstva medi sa rýchlo opotrebuje. Pri použití oceľových nástrojov je potrebné ich chrániť pred pádom a podľa možnosti nahradiť nárazové operácie bezúderovými (napríklad rezanie kovov dlátom nahradiť pílením a pod.) a mobilné vetracie jednotky používa sa na rozptýlenie horľavých pár alebo plynov na pracovisku.

Iskry vznikajú pri náraze kovu alebo kameňov do strojov. V zariadeniach s miešadlami na rozpúšťanie alebo chemické spracovanie pevných látok v rozpúšťadlách (napríklad celuloidová hmota v alkohole, acetylcelulóza v acetóne, kaučuk v benzíne, nitrocelulóza v zmesi alkohol-éter atď.), v strojoch nárazovo-odstredivého účinku na drvenie, kyprenie a miešanie pevných horľavých látok (kladivové a rázové kotúčové mlyny, kŕmne drviče, pračky na bavlnu a rezačky atď.), v miešačkách na miešanie a kompozíciu práškových zmesí, v odstredivých zariadeniach na pohyb plynov a pár (ventilátory, dúchadlá, odstredivé kompresory) kusy kovu alebo kamienkov sa môžu dostať do spracovávaných produktov, čo vedie k tvorbe iskier. Spracované produkty by preto mali byť preosievané, vyčistené, umývané alebo by sa mali používať magnetické, gravitačné alebo inerciálne pasce.

Ryža. 5.11. Lapač kameňa: / - pneumatické potrubie; 2 - bunker; 3 - šikmé plochy; 4 - vykladací poklop

Obzvlášť náročné je čistenie vláknitých materiálov, pretože pevné nečistoty sa zamotávajú do vlákien. Takže na čistenie surovej bavlny od kameňov pred jej vstupom do strojov sú nainštalované gravitačné alebo inerciálne lapače kameňov (obr. 5.11).

Kovové nečistoty v sypkých a vláknitých materiáloch zachytávajú aj magnetické lapače (separátory). Na obr. 5.12 znázorňuje magnetický lapač, ktorý sa najčastejšie používa pri výrobe múky a obilnín, ako aj v mlynoch na krmivo. Na obr. 5.13 rez elektromagnetickým separátorom s rotujúcim bubnom.

Je potrebné poznamenať, že účinnosť lapačov závisí od ich umiestnenia, rýchlosti pohybu, rovnomernosti a hrúbky vrstvy produktu a od povahy nečistôt. Inštalujú sa spravidla na začiatok výrobnej linky pred nárazové stroje. Separátory zvyčajne chránia stroje pred mechanickým poškodením. Ich inštalácia je tiež diktovaná hygienickými a hygienickými požiadavkami.

Ryža. 5.12. Magnetický separátor s permanentnými magnetmi: / - puzdro; 2 - permanentné magnety; 3 - sypký materiál

Ryža. 5.13. Elektromagnetický separátor s rotujúcim bubnom: / - puzdro; 2 - pevný elektromagnet; 3 - tok produktu; 4 - nastavovacia skrutka; 5 - otočný bubon

magnetický materiál; 6 - potrubie pre čistený produkt; 7 - potrubie na zachytené nečistoty

Pri nebezpečenstve vniknutia pevných nemagnetických nečistôt do stroja sa po prvé vykoná dôkladné triedenie surovín a po druhé sa vnútorný povrch strojov, na ktorý môžu tieto nečistoty naraziť, obloží mäkkým kovom, guma alebo plast.

Iskry vznikajúce nárazom pohyblivých mechanizmov strojov na ich pevné časti. V praxi sa často stáva, že rotor odstredivého ventilátora príde do kontaktu so stenami plášťa alebo rýchlo sa otáčajúce pílové a nožové bubny strojov na oddeľovanie a strihanie vlákien narážajú na pevné oceľové rošty. V takýchto prípadoch sa pozoruje iskrenie. Je to možné aj pri nesprávnom nastavení medzier, pri deformácii a vibrácii hriadeľov, opotrebovaní ložísk, deformáciách, nedostatočnom upevnení rezného nástroja na hriadeľoch atď. V takýchto prípadoch je možné nielen iskrenie, ale aj zlomenie jednotlivých častí strojov. Rozbitie zostavy stroja môže byť zase príčinou vzniku iskier, pretože kovové častice vstupujú do výrobku.

Hlavné protipožiarne opatrenia zamerané na zabránenie vzniku rázových a trecích iskier sa obmedzujú na starostlivé nastavenie a vyváženie hriadeľov, správny výber ložísk, kontrolu veľkosti medzier medzi rotujúcimi a stacionárnymi časťami strojov, ich spoľahlivosť upevnenie, ktoré vylučuje možnosť pozdĺžnych pohybov; zabrániť preťaženiu strojov.

Pred uvedením do prevádzky je potrebné skontrolovať stroj, v ktorom je možná kolízia rotujúcich častí so stacionárnymi časťami (v stacionárnom stave a potom pri voľnobehu), či nedochádza k deformáciám a vibráciám, pevnosť upevnenia rotujúcich častí, a prítomnosť potrebných povolení. V procese práce, keď sa objaví cudzí hluk, otrasy a chvenie, je potrebné zastaviť stroj na riešenie problémov.

Zvýšené požiadavky na vlastnú bezpečnosť sú kladené na výrobné zariadenia s prítomnosťou acetylénu, etylénu, oxidu uhoľnatého, pár sírouhlíka, nitrozlúčenín a podobných horľavých alebo nestabilných látok, ktorých podlahy a plošiny sú vyrobené z neiskrivého materiálu alebo obložené gumové rohože, chodníky atď. Podlaha priestorov, kde sa spracováva nitrocelulóza, sa navyše udržiava vlhká. Vozíky a vozíky musia mať na kolesách mäkké kovové alebo gumené ráfiky.

Akýkoľvek pohyb telies vo vzájomnom kontakte vyžaduje vynaloženie energie na prekonanie práce trecích síl. Táto energia sa väčšinou premieňa na teplo. V normálnom stave a správnej činnosti trecích telies je uvoľnené teplo Q t p včas odvádzané špeciálnym chladiacim systémom Q cool a je tiež odvádzané do prostredia Q OkP:

Q tr \u003d Q cool + Q env.

Porušenie tejto rovnosti, to znamená zvýšenie uvoľňovania tepla alebo zníženie odvodu tepla a tepelných strát, vedie k zvýšeniu teploty trecích telies. Z tohto dôvodu sa horľavé médiá alebo materiály vznietia v dôsledku prehriatia ložísk stroja, tesne utiahnutých tesnení, bubnov a dopravníkových pásov, remeníc a hnacích remeňov, vláknitých materiálov pri navíjaní okolo rotujúcich hriadeľov nástrojov a obrábaných pevných horľavých materiálov.

Ryža. 5.14. Schéma klzného ložiska: / - hrot hriadeľa; 2 - ložiskový plášť; 3 - posteľ

Zapálenie z prehriatia ložísk stroja a zariadení. Požiarne najnebezpečnejšie sú klzné ložiská silne zaťažených a rýchlobežných hriadeľov. Nedostatočné mazanie pracovných plôch, znečistenie, nesprávne nastavené hriadele, preťaženie stroja a prílišné utiahnutie ložísk môžu spôsobiť prehriatie ložísk. Veľmi často býva ložiskové puzdro znečistené nánosmi horľavého prachu (drevo, múka, bavlna). Tým sa vytvárajú podmienky aj na ich prehrievanie Približnú hodnotu teploty klzného ložiska (viď obr. 5.14) je možné určiť výpočtom. Povrchová teplota ložiska v prípade porušenia jeho prevádzkového režimu sa mení s časom. Na určitý čas dx môžeme napísať nasledujúcu rovnicu tepelnej bilancie:

d Q t p = dQ zaťaženie+ dQ oxl+ dQ 0 kp , (5.7)

kde dQ Tp- množstvo tepla uvoľneného počas prevádzky ložiska;

dQ zaťaženie - množstvo tepla použitého na ohrev ložiska; dQoxl - množstvo tepla odvádzaného systémom núteného chladenia; d Q 0 K p - tepelné straty z nosnej plochy do okolia.

Množstvo tepla uvoľneného počas trenia povrchov je určené vzorcom

Q tr = f tr Nl,

kde f tr je koeficient trenia; N- naložiť; / - relatívny pohyb plôch.

Potom, ako je aplikované na ložisko (pre rotačný pohyb), je práca trecích síl určená výrazom

dQ t p = f Tp Nd III /2πndτ = πf TR NdIII ndτ,(5.8)

kde P- frekvencia otáčania hriadeľa (1/s); d- priemer čapu hriadeľa. Za predpokladu, že koeficient trenia je konštantná hodnota a označíme súčin konštantných hodnôt a, bude mať:

dQ Tp = adτ.(5.9)

Množstvo tepla vynaloženého na ohrev ložiska dQ zaťaženie, keď teplota stúpne o dT, sa bude rovnať:

dQ narp = mcdT,(5.10)

kde t- hmotnosť vyhrievaných častí ložiska; s je priemerná merná tepelná kapacita materiálu ložiska.

Množstvo tepla dQ 0 XJI, odstránené systémom núteného chladenia možno považovať za rovné nule, čo zodpovedá najnebezpečnejšiemu prevádzkovému režimu ložiska.

Množstvo tepla dQoup, stratená nosnou plochou do okolia sa bude rovnať:

dQ env = α( T P- T B)Fdτ,(5.11)

kde α je koeficient prestupu tepla nosnej plochy a média; T p a T in- nosná plocha a teplota vzduchu; F- teplovýmenná plocha (nosná plocha obmývaná okolitým vzduchom).

Nahradením zistených hodnôt dQ Tp , dQ narv a dQ 0 Kp do rovnice (5.7), dostaneme rovnicu

adτ = mcdT+a(Tn-T B)Fdτ,(5.12)

ktorého riešenie za počiatočných podmienok havárie (T P = T V) dáva:

Koeficient a je určený z podmienok prestupu tepla z povrchu valca do prostredia s voľnou konvekciou vzduchu.

Výsledná rovnica (5.13) umožňuje určiť teplotu ložiska kedykoľvek počas núdzového režimu jeho prevádzky alebo určiť dobu trvania núdzového režimu, počas ktorej teplota ložiskovej plochy dosiahne nebezpečnú hodnotu.

Maximálnu teplotu ložiska (pri τ = ∞) možno určiť zo vzorca

Aby sa predišlo nebezpečenstvu požiaru a výbuchu, v tomto prípade sa namiesto klzných ložísk používajú valivé ložiská, ktoré sú systematicky mazané a teplota je kontrolovaná.

V zložitých strojoch (turbíny, odstredivky, kompresory) sa regulácia teploty ložísk vykonáva pomocou prístrojových systémov.

Vizuálna kontrola teploty ložísk sa vykonáva nanášaním náterov citlivých na teplo, ktoré pri zahriatí na ložiskové telesá menia svoju farbu. Systémy núteného mazania dokážu zabrániť prehrievaniu ložísk, ktorých zariadenie by malo zabezpečiť kontrolu prítomnosti oleja, výmenu použitého oleja za čerstvý olej (so špecifikovanými výkonovými charakteristikami), rýchle a jednoduché odstránenie olejových šmúh zo strojných častí.

Príkladom je modernizácia systému mazania ložísk sušiacich valcov a plstených valcov papierenských a kartónových strojov v celulózke a papierni v Archangeľskej oblasti. V dôsledku tejto modernizácie požiare a požiare v príslušných systémoch prakticky ustali.

Spočiatku boli k dispozícii kvapkadlá na vizuálnu kontrolu toku oleja do ložísk. Boli umiestnené pod plášťami strojov, v zóne vysokých teplôt, čo prakticky vylučovalo možnosť systematickej kontroly. Na návrh požiarneho útvaru objektu a požiarno-technickej komisie podniku boli kvapkadlá nahradené rotametrami umiestnenými mimo stroja, čo umožnilo vizuálnu kontrolu prietoku oleja, zníženie počtu odpojiteľných spojov v oleji systém, čím sa redukujú olejové šmuhy na rámoch a ložiskových zostavách.

Navyše, podľa pôvodného projektu sa olej v ložiskách vymieňal len pri plánovaných preventívnych opravách alebo plánovanej údržbe. Počas prevádzky stroja bolo ťažké kontrolovať prítomnosť mazania. Prevádzkyschopnosť ložísk sa kontrolovala „do ucha“. Pri rekonštrukcii strojov bol inštalovaný systém centrálneho mazania: z nádrže (10 m 3) inštalovanej v samostatnej miestnosti sa prefiltrovaný olej privádzal zubovým čerpadlom do tlakových potrubí a odbočkami do rotametrov, od rotametrov až po ložiská. Po prechode cez ložisko sa olej dostal do vane a filtra, kde bol očistený od mechanických nečistôt, ochladený a opäť vstúpil do pracovnej nádrže. Tlak, teplota a hladina oleja v nádrži boli riadené automaticky. Keď sa olejové čerpadlá zastavili a tlak v tlakovom potrubí klesol, spustili sa zvukové a svetelné alarmy a zapli sa záložné čerpadlá.

Na čistenie strojov od olejových šmúh a usadzovania prachu na nich sa ukázalo byť efektívne použiť 2% roztok technického čistiaceho prostriedku TMC-31 (pri 50 ... 70 ° C). Po celej dĺžke stroja je usporiadaný stacionárny systém na umývanie agregátov a mechanizmov. Zavedenie čistiaceho systému umožnilo zmyť olejové šmuhy a prach každú zmenu bez zastavenia stroja. Okrem toho bolo z výroby stiahnutých 10 ton petroleja a výrazne sa zlepšili pracovné podmienky robotníkov.

Prehrievanie a vznietenie dopravných pásov a hnacích pásov sa vyskytujú hlavne v dôsledku dlhšieho kĺzania remeňa alebo pásky vzhľadom na kladku. K takémuto sklzu, nazývanému sklz, dochádza v dôsledku nesúladu medzi prenášanou silou a napätím vetiev pásu (pásky). Pri preklzávaní sa všetka energia vynakladá na trenie remeňa na kladke, v dôsledku čoho sa uvoľňuje značné množstvo tepla. K najčastejšiemu preklzávaniu dopravných pásov, elevátorových remeňov a remeňových pohonov dochádza v dôsledku preťaženia alebo nízkeho napätia remeňa. Vo výťahoch je pošmyknutie najčastejšie spôsobené zablokovaním topánok, teda stavom, keď vedro výťahu nemôže prejsť hrúbkou prepravovanej látky. Preťaženie a prešmykovanie môže byť spôsobené privretím remeňa, deformáciami atď.

Maximálnu teplotu bubna alebo kladky pri dlhotrvajúcom preklzávaní pásky alebo remeňa možno určiť podľa vzorca (5.14).

Aby sa predišlo prehriatiu a požiarom dopravných a hnacích remeňov, nesmie byť povolená práca s preťažením; je potrebné kontrolovať stupeň napnutia remeňa, remeňa, ich stav. Blokovanie čeľustí elevátora výrobkami, deformácie remeňov a ich trenie o puzdrá a iné blízke predmety by nemali byť povolené. V niektorých prípadoch (pri použití výkonných vysokovýkonných dopravníkov a výťahov) sa používajú zariadenia a zariadenia, ktoré automaticky signalizujú činnosť prevodovky pri preťažení a zastavujú pohyb pásu pri zrútení pätky výťahu.

Niekedy, aby sa znížilo preklzávanie, je prevodový remeň posypaný kolofóniou, ale to má len krátkodobý účinok. Ošetrenie pásu kolofóniou prispieva k tvorbe nábojov statickej elektriny, čo predstavuje určité nebezpečenstvo požiaru. V tomto prípade je lepšie použiť prevod klinovým remeňom.

Zapálenie vláknitých materiálov pri ich navíjaní na hriadele pozorované v pradiarňach, ľanových mlynoch, ako aj v kombajnoch pri zbere obilnín. Vláknité materiály a slamené produkty sú navinuté na hriadeľoch v blízkosti ložísk. Navíjanie je sprevádzané postupným zhutňovaním hmoty a následne jej silným zahriatím pri trení o steny stroja, zuhoľnatením a nakoniec zapálením. Niekedy dochádza k požiaru v dôsledku navíjania vláknitých materiálov na hriadele dopravníkov, ktoré presúvajú odpad a hotové výrobky. V pradiarňach často vznikajú požiare v dôsledku pretrhnutia lana alebo opletu, ktorý poháňa vretená spriadacích strojov.

Navíjanie vláknitých materiálov na rotujúce hriadele strojov je uľahčené prítomnosťou zväčšenej medzery medzi hriadeľom a ložiskom (pri vstupe do tejto medzery sa vlákno zaklinuje, zovrie, proces jeho navíjania na hriadeľ začína stále silnejšie zhutňovanie vrstiev), prítomnosť holých častí šachty, s ktorými prichádzajú do styku vláknité materiály, a používanie mokrých a kontaminovaných surovín.

Aby sa zabránilo navíjaniu vláknitých materiálov na rotujúce hriadele strojov, je potrebné chrániť hriadele pred priamym kontaktom so spracovávanými vláknitými materiálmi pomocou puzdier (obr. 5.15), valcových a kužeľových puzdier, vodičov, vodiacich tyčí, ochrany proti navíjaniu štíty atď. Okrem toho by ste mali nainštalovať minimálne vôle medzi čapmi hriadeľa a ložiskami, aby ste zabránili ich zväčšeniu; vykonávať systematické monitorovanie hriadeľov, kde môže dôjsť k navíjaniu, včas ich vyčistiť od vlákien, chrániť ich špeciálnymi ostrými nožmi proti navíjaniu, ktoré odrežú navinuté vlákno. Takúto ochranu poskytujú napríklad rezacie stroje v ľanových mlynoch.

Ryža. 5.15. Ochrana hriadeľa proti navíjaniu vláknitých materiálov: a- voľne namontované rovné puzdro; b- pevné kužeľové puzdro; 1 - ložisko; 2 - šachta; 3 - ochranný rukáv

Tepelný prejav mechanickej energie vo výrobných podmienkach sa pozoruje pri prevádzke lisov a kompresorových jednotiek. Nebezpečenstvo požiaru týchto mechanizmov je uvedené v kapitolách 10 a 11 tejto učebnice.

§ 5.4. Tepelný prejav chemických reakcií -