Справочник Баратова. Состоит из нескольких слов, то употреблен прямой порядок слов, например Бензойная кислота

• Название: Состоит из нескольких слов, то употреблен прямой порядок слов, например Бензойная кислота
• Анкор: Справочник Баратова.doc
• Дата: 04.02.2017
• Размер: 9.59 Mb.
• Имя файла: Справочник Баратова.doc
• Тип: Статья; #2169
• страница: 8 из 162

■НХ* —04

Кислород

флегматизатоа

Воздух

Рис. 2.28. Установка для определения минимального взрывоопасного содержания кислорода и минимальной флегматизирующей концен­трации флегматизатора в пылевоздушных смесях:

/ — реакционный сосуд; 2 — конусный распылитель; 3 — вихревая фор-камера; 4 — обратный клапан; 5 — клапан с электроприводом; 6 — ресивер; 7 — смеситель; 8 — пуско-регулирующий блок; 9 — патрубок; 10 — источ­ник зажигания; // — штуцер

встроенной мешалкой с электроприводом и штуцерами для подвода газов и крепления манометра.

В качестве источника зажигания используют нака­ленную до 1100°С электрическую спираль. Мощность, потребляемая спиралью при силе тока 13 А, составляет 475 Вт. В качестве контрольного источника зажигания применяют пиротехнический воспламенитель типа ЭД-КЗ марки НК-Ю/15. В пуско-регулирующий блок входят регулируемый источник питания электроспира­ли, регистрирующий электронно-лучевой осциллограф, программное реле времени и тензометрический усили­тель, выбранный в соответствии с датчиком давления, газоанализатор типа «Газохром».

Тарируют систему измерения давления подачей азота в реакционный сосуд до давления 300 кПа с интервалом 50 кПа, а затем сбрасыванием давления до нуля через те же интервалы; при этом фиксируют весь процесс на осциллографе. По данным, снятым с осциллограммы, строят тарировочный график зависимости отклонения луча осциллографа от приращения давления, который должен представлять собой прямую линию. Определяют давление «холостого» испытания установки р₀, возни-

77

кающее в реакционном сосуде от подачи распыляю­щего газа при включенном источнике зажигания (время распыления 1 с, давление распыляющего газа в ресивере 300 кПа).

Для определения минимального взрывоопасного содержания кислорода проводят предварительные и основные испытания. В серии предварительных испы­таний находят такое количество исследуемого вещества, при котором возникает наибольшее давление при вос­пламенении образца в воздушной среде. Первое испы­тание начинают с образцом массой 0,5 г и постепенно увеличивают ее на 0,5 г. По результатам испытаний строят кривую зависимости давления воспламенения от массы образца. Массу образца, соответствующую максимуму этой зависимости, принимают за оптималь­ную. Затем определяют минимальное взрывоопасное содержание кислорода в его смеси с газообразным флегматизатором на образцах оптимальной массы. Для этого в смеситель по парциальным давлениям подают компоненты газовой смеси.

В первом испытании концентрация кислорода в сме­сителе равна его содержанию в воздухе нормального состава, а флегматизатор подают в количестве, необхо­димом для создания в смесителе избыточного давления 450 кПа. Перемешивают газовую смесь в течение 5 мин и продувают ею реакционный сосуд. Затем образец исследуемого вещества оптимальной массы помещают в форкамеру распылителя, подают в ресивер из смеси­теля заготовленную газовоздушную смесь до требуе­мого давления, включают источник зажигания и рас­пыляют образец. Увеличение давления в реакционном сосуде не менее чем на 10 кПа по сравнению с давлением «холостого» испытания принимают за положительный результат. В зависимости от результата первого испы­тания следующие испытания проводят соответственно с увеличенной или уменьшенной на 1 % концентрацией кислорода в газовой смеси. После каждого испытания реакционный сосуд очищают от остатков пыли и про­дуктов сгорания.

В серии предварительных испытаний находят мини­мальную концентрацию кислорода, при которой наблю­дается воспламенение аэровзвеси, и максимальную кон­центрацию кислорода, при которой воспламенение не происходит. Среднее арифметическое двух этих

78

величин принимают за минимальное взрывоопасное

содержание кислорода ф_фО2

В серии основных испытаний уточняют найденное значение ф_фо₂, проводят испытания на воспламенение с образцами, массы которых отличаются от оптималь­ной в меньшую и большую стороны на 0,2 г. На образце, соответствующем минимальному значению ффо₂, следует получить не менее десяти последовательных отказов на воспламенение.

За минимальное взрывоопасное содержание кисло­рода в аэровзвесях исследуемого вещества принимают его минимальное значение, полученное в серии основных испытаний. Минимальную флегматизирующую концент­рацию флегматизатора рассчитывают по формуле

477 4
ФФ = 100 - ' фф₀ (2.49)

¹⁰°—Фн₂о

Максимальное давление взрыва и скорость нараста­ния давления при взрыве. Для определения максималь­ного давления взрыва зажигают газо-, паро- или пыле-воздушную смесь заданной концентрации в объеме реакционного сосуда и фиксируют развивающееся при воспламенении горючей смеси давление взрыва. Изме­няя концентрацию горючего в смеси, выявляют макси­мальное давление взрыва. Для определения скорости нарастания давления при взрыве находят максималь­ную скорость изменения давления, возникающего в объеме реакционного сосуда при взрыве газо-, паро-или пылевоздушных смесей заданного состава.

Определение максимального давления взрыва и ско­рости нарастания давления при взрыве газов и паров жидкостей выполняют на установке, схема которой показана на рис. 2.29.

Реакционный сосуд вместимостью 4 дм³ представляет собой две соединенные фланцами полусферы. Нижняя полусфера имеет термостатируемыи электронагреватель для проведения испытаний при повышенной темпера­туре с легкоконденсируемыми парами жидкостей. Реакционный сосуд должен быть рассчитан на давление, которое не менее чем в два раза превышает макси­мальное давление взрыва испытуемых смесей. Датчик давления имеет верхний предел измерения до 1000 кПа. Показания датчика давления фиксируются электронно­лучевым осциллографом. Термопара типа ТХА по-

79



Рис. 2.29. Установка для определения максимального давления взрыва и скорости нарастания давления при взрыве газов и паров жидкостей:

/ — термостатируемый электронагреватель; 2 — реакционный сосуд; 3 — осциллограф; 4— датчик давления; 5 — потенциометр; 6 — термопара; 7 — источник зажигания; 8 — смеситель; 9, 10 — краны; // — ртутный ма­нометр; 12 — источник питания; 13 — вакуумный насос

верхностная, обыкновенная, среднеинерционная, с эле­ктродами диаметром 0,5 мм. Потенциометр типа КСП-4 с градуировкой ХА имеет диапазон измерения темпе­ратур от 0 до 400 °С. В качестве источника зажигания используют электроды с разрядным промежутком 5 мм или электрическую спираль. Разрядный промежуток электродов приходится на центр реакционного сосуда. От источника питания на зажигающее устройство по­дается напряжение: 3 кВ на электроды, 36 В на спираль. Выделяемая энергия искр на электродах при длитель­ности разряда 1—2 с составляет 30—40 Дж; температу­ра накаленной спирали 1100°С. Смеситель для при­готовления газо-, паровоздушной смеси снабжен встроенной мешалкой с электроприводом и штуцерами для подвода газов и крепления манометра. Смеситель через кран сообщается с реакционным сосудом. Ртутный манометр с ценой давления 0,1 кПа соединен через трехходовой кран с реакционным сосудом. Ва­куумный насос обеспечивает остаточное давление не более 0,6 кПа.

Перед проведением испытаний установку проверяют на герметичность. Тарируют систему измерения давле­ния подачей воздуха в реакционный сосуд до давления 1000 кПа с интервалом 50 кПа, а затем сбрасыванием давления до нуля через те же интервалы, фиксируя

80

весь процесс осциллографом. По данным, снятым с осциллограммы, строят тарировочный график зависи­мости отклонения луча осциллографа от приращения давления, который должен представлять собой прямую линию.

Рассчитывают стехиометрическую концентрацию ис­следуемого вещества.

Для первого испытания количество исследуемого вещества принимают равным 70 % от рассчитанной стехиометрической концентрации.

Для приготовления газо-, паровоздушной смеси требуемого состава смеситель вакуумируют до остаточ­ного давления 0,5 кПа и затем поочередно подают в него компоненты смеси по парциальным давлениям. После впуска компонентов включают мешалку и перемеши­вают смесь в течение 6 мин. Реакционный сосуд ва­куумируют до остаточного давления 0,5 кПа, пере­пускают в него из смесителя заготовленную газо-, паровоздушную смесь, перекрывают краны 9, 10 и за­жигают смесь искрой или спиралью. Результаты испы­тания регистрируют осциллографом. После взрыва сбрасывают избыточное давление в атмосферу, два-три раза вакуумируют реакционный сосуд для удаления газообразных продуктов горения.

Определение максимального давления взрыва состоит из предварительных и основных испытаний. В серии предварительных испытаний находят зависимость дав­ления взрыва от концентрации газа (пара) в смеси. Газо-, паровоздушную смесь, соответствующую макси­муму этой зависимости, принимают за оптималь­ную.

В основных испытаниях проводят серию из десяти испытаний с оптимальной газо-, паровоздушной смесью и две серии из десяти испытаний со смесями, отличаю­щимися от оптимальной на 1—2 % в большую и мень­шую стороны.

За величину максимального давления взрыва ис­следуемой газо-, паровоздушной смеси принимают наи­большее значение давления взрыва, полученное в трех сериях основных испытаний.

Среднюю скорость нарастания давления (dp/dt)_cрассчитывают по формуле

(2.50) 81

где pk— давление, возникающее в реакционном сосуде при сгорании газо-, паровоздушной смеси, определяе­мое по осциллограмме давление — время кПа; р₀ — первоначальное давление в реакционном сосуде, равное атмосферному, кПа; т& — время, в течение которого достигается давление pk, с.

Максимальную скорость нарастания давления (dp/ /dr)_maxрассчитывают по формуле

(dp/dT)_max=Ap/Ax, (2.51)

где Ар — приращение давления, определяемое по пря­молинейному участку осциллограммы давление — вре­мя по тарировочному графику, кПа (рис. 2.30); Ах— время, в течение которого происходит приращение давления Ар, с.





0,3


0,1

Время, С

Рис 2.30. Осциллограмма изме­нения давления при сгорании смеси внутри замкнутого сосуда

За величину средней или максимальной скорости нарастания давления при взрыве исследуемой газо-, паровоздушной смеси принимают их наибольшее значе­ние, рассчитанное по результатам основных испы­таний.

Определение максимального давления взрыва и ско­рости нарастания давления при взрыве пылей выпол­няют на установке, схема которой представлена на рис. 2.28.

При испытании используют пыли с частицами раз­мером менее 50 мкм для металлических веществ и менее 100 мкм для других веществ. Установку прове­ряют на герметичность. Тарируют систему измерения давления подачей воздуха в реакционный сосуд до дав­ления 800 кПа с интервалом 50 кПа, а затем сбрасы­ванием давления до нуля через те же интервалы, фикси­руя весь процесс осциллографом. По данным, снятым

82

с осциллограммы, строят тарировочный график за­висимости отклонения луча осциллографа от прираще­ния давления, который должен представлять собой прямую линию.

Определяют давление «холостого» испытания уста­новки ро, возникающее в реакционном сосуде от подачи распыляющего газа при включенном источнике зажи­гания.

Время распыления 1 с, давление распыляющего газа в ресивере 300 кПа. Определение максимального давления взрыва состоит из предварительных и основ­ных испытаний. В серии предварительных испытаний находят оптимальную массу исследуемого образца, при которой возникает наибольшее давление взрыва.

Последовательность проведения испытания: образец помещают в распылитель, подают в ресивер воздух до требуемого давления, устанавливают на пуско-регули-рующем блоке продолжительность распыления, вклю­чают источник зажигания и распыляют образец. За взрыв принимают увеличение давления в реакционном сосуде не менее чем на 10 кПа по сравнению с давле­нием «холостого» испытания.

После каждого испытания реакционный сосуд про­дувают воздухом для удаления газообразных продуктов сгорания.

Первое испытание начинают с образца массой 0,5 г, увеличивая ее в последующих испытаниях на 0,2 г. По результатам испытаний строят кривую зависимости давления взрыва от массы образца. Массу образца, соответствующую максимуму этой зависимости, прини­мают за оптимальную.

Затем проводят серию основных испытаний на десяти образцах оптимальной массы и по полученным осцил­лограммам определяют давление взрыва.

За величину максимального давления взрыва пыли исследуемого вещества принимают наибольшее из деся­ти значений давления взрыва, полученных в серии основных испытаний.

Среднюю скорость нарастания давления (dpfdx),. рассчитывают по формуле (2.50), где р* — давление, возникающее в реакционном сосуде при сгорании пылевоздушной смеси, определяемое по осциллограмме давление — время, кПа; р₀— давление «холостого»

83

испытания, кПа; т* — время, в течение которого дости­гается давление pk, с.

Максимальную скорость нарастания давления (dp/dj)_ma%рассчитывают по формуле (2.51). За величи­ну средней или максимальной скорости нарастания давления при взрыве исследуемого вещества принимают их наибольшее значение, рассчитанное по результатам основных испытаний.

3. СРЕДСТВА ТУШЕНИЯ

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЖАРОТУШЕНИИ

Пожаротушение — это комплекс мероприятий и дейст­вий, направленных на ликвидацию возникшего пожара. Поскольку для возникновения и развития процесса горения, приводящего к пожару, необходимы присут­ствие горючего вещества, окислителя, источника зажи­гания и непрерывный поток тепла от очага пожара к горючему материалу или в свежую горючую газовую смесь, для прекращения горения достаточно исключить какой-либо из указанных факторов. Следовательно, пожаротушение можно обеспечить:

изоляцией очага горения от воздуха или снижением содержания кислорода в воздухе, что достигается раз­бавлением воздуха негорючими газами до концентра­ции кислорода, при которой не может происходить горение;

охлаждением очага горения до определенных темпе­ратур;

интенсивным торможением (ингибированием) ско­рости химических реакций в пламени;

механическим срывом пламени сильной струей газа или воды;

созданием условий огнепреграждения, т. е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы и при уменьшении сечения последних до установленной величины распространение пламени прекращается.

Для создания этих условий применяют различные огнетушащие вещества и составы (называемые в даль-

64

Таблица 3.1. Классификация пожаров по ГОСТ 27331—87 и СТ СЭВ5637—86





Порошки класса D, ПС, МГС, Рс

глинозем

Горение металлосодержащих веществ Порошок касса D типа СН-2 (металлорганика, гидриды металлов и др.)
Класс пожара

В

Характеристика класса	Подкласс пожара
Горение твер­дых веществ	Л, А,
Горение жид­ких веществ	В,
	Вг
Горение газо­образных ве­ществ	—
Горение ме­таллов и ме­таллосодержа­щих веществ

D₃

Характеристика подкласса

Горение твердых веществ, сопровож­даемое тлением (древесина, бумага, текстиль)

Горение твердых веществ без тления (пластмассы, каучук)

Горение жидких веществ, нераствори­мых в воде (бензин, нефтепродукты и др.)

Горение жидких веществ, раствори­мых в воде (спирты, ацетон и др.)

Бытовой газ, водород, аммиак, про­пан и др.

Горение легких металлов (Ал, Мг и их сплавы) за исключением щелочных Горение щелочных металлов

Рекомендуемые средства тушения

Вода со смачивателем, хладоны, по- рошки ABC

Все виды, огнетушащих средств

Пены, распыленная вода, хладоны, по­рошки класса ВСЕ

Пена на основе ПО-lc, ПО «Форэтол», распыленная вода, хладоны, порошки класса ВСЕ

Объемное тушение и флегматизация газовыми составами, порошки, вода для охлаждения оборудования

Порошка класса D типа П-2АП

нейшем средствами тушения). В качестве средств

тушения применяют:

воду, подаваемую в очаг пожара сплошными или распыленными струями;

воду с добавками (смачивателями, против замерза­ния и т. д.);

пены (воздушно-механическую различной кратности, химическую);

инертные газовые разбавители (диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы, водяной пар);

галогеноуглеводороды (хладоны 13В1, 12В1, 114В2) *;

порошки;

комбинированные составы.

Эффект воздействия всех существующих средств ту­шения на горение зависит от физико-химических свойств горящих материалов, условий их горения и других факторов. Водой можно охлаждать и изолиро­вать (или разбавлять) очаг горения, пенными средст­вами — изолировать и охлаждать, хладонами — ин-гибировать горение и разбавлять воздух, порошка­ми — ингибировать горение и преграждать распростра­нение пламени устойчивым порошковым облаком. Одна­ко для любого средства тушения характерно какое-либо одно доминирующее огнетушащее воздействие. Например, вода оказывает преимущественно охлаж­дающее воздействие, пены — изолирующее, хладоны и порошки — ингибирующее.

В зависимости от условий одно и то же средство может проявлять различное огнетушащее действие. Так, при тушении металлов порошки оказывают изолирую­щее действие, а при подавлении горения углеводо­родных горючих — ингибирующее. Большинство средств тушения не является универсальным, т. е. приемлемым для тушения пожаров любых веществ и материалов. В ряде случаев средства тушения несовместимы с го­рящими материалами (например, вода реагирует со взрывом с щелочными металлами, некоторыми металло-органическими соединениями и др.).

В табл. 3.1 дана классификация пожаров в зависимо­сти от физико-химических свойств горючих материлов и возможности их тушения различными средствами.

* В настоящее время в связи с вредным воздействием на озоновый слой и в соответствии с решением Международной конвекции применение хладонов для пожаротушения резко ограниченно.