Вибрация, явление растекания электрического тока, горение и взрыв

 

 

 

 

 

 

 

Таблица  6

Вещество	Температура самовоспламе- нения, °С	Вещество	Температура самовоспламенения, ˚С
Фосфор белый	20	Ацетилен	406
Сероуглерод	112	Этиловый  спирт    ....	421
Целлулоид	140-180	Древесный уголь	450
Сероводород	246	Нитробензол	482
Масла нефтяные   ....	250—400	Водород	530
Керосин	250	Ацетон	612
Бензин А-76	255	Бензол	625
Мазуты	380—420	Окись углерода  ...	644
Каменный  уголь	400	Кокс	700

 

 

       Период индукции имеет практическое  значение при действии на горючее вещество маломощных источников воспламенения (искры). Искра, попадая в горючую смесь паров или газов с воздухом, нагревает некоторый объем смеси, и в то же время происходит охлаждение искры. Воспламенение смеси зависит от соотношения периода индукции смеси и времени охлаждения искры. При этом, если период индукции больше времени охлаждения искры, то воспламенения смеси не произойдет.

Период индукции принят в основу классификации газовых смесей по степени их опасности в отношении воспламенения. Период индукции пылевых смесей зависит от размера пылинок, количества летучих веществ, влажности и других факторов.

Некоторые вещества могут самовозгораться, находясь при  обычной температуре. Это в основном твердые пористые вещества большей частью органического происхождения (опилки, торф, ископаемый уголь и др.). Склонны к самовозгоранию и масла, распределенные тонким слоем по большой поверхности. Этим обусловлена возможность самовозгорания промасленной ветоши. Причиной самовозгорания промасленных волокнистых материалов является распределение жировых веществ тонким слоем на их поверхности и поглощение кислорода из воздуха. Окисление масла кислородом воздуха сопровождается выделением тепла. В случае, когда количество образующегося тепла превышает теплопотери в окружающую среду, возможно возникновение пожара.

Пожарная  опасность веществ, склонных к самовозгоранию, очень велика, поскольку они могут загораться без всякого подвода тепла при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения веществ, а период индукции самовозгорающихся веществ может составлять несколько часов, дней и даже месяцев. Начавшийся процесс ускорения окисления (разогревания вещества) можно остановить лишь при обнаружении опасного нарастания температуры, что указывает на большое значение пожарно-профилактических мероприятий.

На машиностроительных предприятиях применяются многие вещества, способные к самовозгоранию. Самовозгораться при взаимодействии с воздухом могут сульфиды железа, сажа, алюминиевая и цинковая пудра и др. Самовозгораться при взаимодействии с водой могут щелочные металлы, карбиды металлов и др. Карбид кальция (СаС₂), реагируя с водой, образует ацетилен (С₂Н₂).

Горение газов. Пожаровзрывоопасные свойства газов определяются областью воспламенения в воздухе (концентрационными пределами воспламенения), энергией зажигания, температурой горения и скоростью распространения пламени.

Смесь горючего газа с окислителем способна гореть только при определенном содержании в ней горючего вещества. Наименьшая концентрация горючего газа (пара), при которой уже возможно горение, называется нижним концентрационным пределом воспламенения. Наибольшая концентрация, при которой еще возможно горение, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Область концентраций, лежащая внутри этих границ, называется областью воспламенения.

Минимальной энергией зажигания называется наименьшая величина энергии искры электрического разряда, которая достаточна для воспламенения наиболее легко воспламеняемой смеси данного газа, пара или пыли с воздухом.

Нормальной  скоростью распространения пламени называют скорость, с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями в смеси относительно несгоревшей.

В соответствии с терминологией ГОСТ 12.1.004—76 горючий газ (ГГ) — это газ, способный образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 55° С.

Наиболее  опасными являются газы, имеющие широкую область воспламенения, низкий нижний концентрационный предел воспламенения, небольшую энергию зажигания, большую нормальную скорость распространения пламени. К таким газам относятся, например, ацетилен, водород, сероводород.

Горение жидкостей. Все горючие жидкости способны испаряться, и горение их происходит только в паровой фазе, находящейся над поверхностью жидкости. Количество паров зависит от состава и температуры жидкости. Горение паров в воздухе возможно лишь при определенной их концентрации.

Наименьшая температура жидкости, при которой концентрация ее паров в смеси с воздухом обеспечивает воспламенение смеси от открытого источника зажигания без последующего устойчивого горения, называется температурой вспышки. При температуре вспышки не возникает стабильного горения, поскольку при этой температуре концентрация смеси паров жидкости с воздухом не является устойчивой, что необходимо для такого горения. Количество тепла, выделенного при вспышке, недостаточно для продолжения горения, а вещество

 

еще недостаточно нагрето. Для того чтобы воспламенить жидкость, нужен не кратковременный, а длительно действующий источник зажигания, температура которого была бы выше температуры самовоспламенения смеси паров этой жидкости с воздухом.

В соответствии с ГОСТ 12.1.004—76 под горючей жидкостью (ГЖ) понимают жидкость, способную самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющую температуру вспышки выше +61° С (в закрытом тигле) или +66° С (в открытом тигле).

Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) — это жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше +61° С (в закрытом тигле) или +66° С (в открытом тигле).

Температура вспышки является низшей температурой, при которой жидкость становится особо опасной в пожарном отношении, поэтому ее величина принята в основу классификации горючих жидкостей по степени их пожарной опасности. Пожаровзрывоопасность жидкостей может характеризоваться также температурными пределами воспламенения ее паров.

Температура жидкости, при которой концентрация насыщенных паров в воздухе в замкнутом объеме способна воспламениться при воздействии источника зажигания, называется нижним температурным пределом воспламенения. Температура жидкости, при которой концентрация насыщенных паров в воздухе в замкнутом объеме еще может воспламениться при воздействии источника зажигания, называется верхним температурным пределом воспламенения.

Температурные пределы показывают, в каком интервале  температур пары жидкости будут образовывать с воздухом горючие смеси.

Горение пылей. В процессе производства, при обработке некоторых твердых и волокнистых материалов образуется пыль, которая представляет значительную пожарную опасность.

Пыли, взвешенные в воздухе (аэрозоли), способны образовывать взрывчатые смеси, а пыли, осевшие из воздуха (аэрогели) на оборудование или конструкции здания, могут тлеть и гореть.

Пыли по пожарной опасности во много раз превосходят  продукт, из которого они получены. Объясняется это тем, что образующаяся в процессе измельчения твердого вещества пыль имеет большую удёльную поверхности. В результате понижается температура самовоспламенения пыли, находящейся в состоянии аэрогеля, увеличивается ее адсорбирующая способность, а также способность к электризации и самовозгоранию. При измельчении твердого вещества в пыль резко изменяются и его свойства. Поверхность окисления вещества становится настолько большой, что выделяющееся тепло не успевает отводиться во внешнюю сферу и возникает самовозгорание (пыль алюминия, железа, бронзы, эбонита и др.). Самовозгоранию пыли способствует явление адсорбции, сопровождающееся выделением тепла.

Взрыв пылей, как и смесей горючих паров  и газов с воздухом, может произойти, когда концентрация их в воздухе находится в области воспламенения. При этом основное значение имеет нижний предел воспламенения, поскольку концентрация пыли, соответствующая ему, -может образоваться как в машинах, обрабатывающих твердые вещества, так и в производственных помещениях.

Концентрация  пыли, соответствующая верхнему пределу  воспламенения, составляющая несколько килограммов в 1 м³ воздуха (для сахарной пудры — 13,5 кг/м³), может образоваться только в машинах, размалывающих твердые вещества.

Пыль тем  опаснее, чем меньше ее нижний концентрационный предел воспламенения и ниже температура самовоспламенения.

Взрывы пылевых  смесей в отличие от взрывов газо- и паровоздушных смесей характеризуются неполнотой сгорания, так как сгорают в основном газообразные продукты, а углеродистый остаток сгорать не успевает. Поэтому взрываться способны лишь пыли, в которых газообразные продукты составляют более 10% веса пыли.

К взрывоопасным  относят пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м³ (пыль серы, сахара, муки). Пыли, у которых нижний концентрационный предел больше 65 г/м³, считают пожароопасными.

Процесс горения  широко используется в промышленности для производственных нужд. Горение является полезным для человека до тех пор, пока оно не выходит из подчинения его разумной воле. Если горение выходит из этого подчинения или осуществляется со злым умыслом, направленным на уничтожение материальных ценностей, оно превращается в бедствие, которое называется пожаром. По стандартной терминологии пожар определяется как неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.

При пожаре заводских  зданий и сооружений температура  горения достигает 1000—1300 °С. Такая высокая температура способствует всаламенению находящихся вблизи построек, материалов и предметов.

Знание процесса горения дает возможность, устранив причины, его вызывающие, не допустить пожар или прекратить его в момент возникновения.

 

Задача 1

           Оценить эффективность природной  вентиляции помещения экономического  отдела. Основные исходные данные поданы в таблице 5.1.

           Таблица5.1

 

Показатель
Размеры помещения ,м длина; ширина; высота.	6,4 5,0 3,6
Число работников	5
Размер форточки, м2	0,24

 

           Решение

В соответствии со СНиП  2.09.04-87 объём производственного помещения, приходящегося на каждого работника, должен составлять не менее 40 м³. В противном случае для нормальной работы в помещении необходимо обеспечить постоянный воздухообмен с помощью вентиляции не менее чем L – 30 м³/час на каждого работающего.

Объём помещения равен:

 

V= 6,4·5,0·3,6=115 (м

)

 

Тогда на одного рабочего приходится:

 

112/5=23 (м

),что менше 40м

 

Таким образом, необходимый  воздухообмен L_н , м³/год, рассчитывается по формуле:

 

                                  L_н = L·n,                                          

                                  L =30·5=150м /час

 где n – количество  работающих в наиболее насыщенную  смену (n = 5).

            Необходимо нормативный воздухообмен сравнить с фактическим. Фактический воздухообмен в помещении производится с помощью естественной вентиляции через форточку в оконном проёме.           Фактический воздухообмен L_ф, м³/час может быть рассчитан по формуле:

 

                                  L_ф = ·F · V·3600,                   

где - коэффициент расхода воздуха, имеет значение в пределах 0,3 – 0,8 (в расчетах примем 0,55) ;

        F – площадь форточки , м²;

        V – скорость, с которой воздух  выходит из верхнего проёма, м/с.

Скорость выхода воздуха  из форточки определим по формуле:

 

                                  V = ,                                       

где g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с;

   ∆Н₂ – тепловой напор, под действием которого будет совершаться выход воздуха из форточки.

                                 ∆H₂ = h₂ ·( _з  - _с) ,                       

 

где h₂ – высота от плоскости равных давлений.

     _сн, _вн - соответственно объёмный вес воздуха снаружи помещения и внутри, кгс/м³.

          В общем случае объёмный вес  воздуха находится по формуле:

                                     = 0,465  · ,                            

где Р_б – барометрическое давление, мм рт. ст. , можно принять Р_б = 750 мм рт. ст. ;