Энергетическая экспозиция
Тепло должно создаваться экзотермическим процессом внутри некоторой массы, т. е. процессом поверхностного окисления, проходящим внутри щелей пористого горючего материала, хотя наблюдаются и другие источники тепла, приводящие к самовоспламенению (например, выделение тепла при разложении эндотермических соединений (см. рис. 6.6), а также микробиологический нагрев (разд. 8.1.4). Если тепло-отвод не проходит столь же быстро, как проходит тепловыделение, то в таком случае происходит самонагревание материала, которое при подходящих условиях приводит к зажиганию. Одной из предпосылок такого исхода является малое значение отношения площади поверхности к объему данной массы. В справочнике [278] приводится список материалов, относительно -которых известно, что они подвержены самонагреванию; в табл. 8.1 приведены некоторые данные из указанного справочника.
Составление смесей, у которых />/кр, обычно наиболее надежно обеспечивает взрывобезопасность; аналогичны и смеси взрывчатых эндотермических соединений с инертными добавками. Однако такой прием для технологических процессов нежелателен, так как связан со значительным разбавлением перерабатываемых продуктов и расходованием инертного флегматизатора: для смесей углеродсодержащих горючих, кислорода и азота /Кр обычно 'близко к 80%.
Класс тепловых флегматизаторов следует в свою очередь разделить на две группы: инертных компонентов, которыми обычно являются С02, Н20 и NZ, и сложных горючих, добавки которых флегматизируют горение богатых смесей и эндотермических соединений. Инертные добавки флегматизируют горение разбавляемых ими взрывчатых систем только вследствие увеличения при горении их запаса физического тепла. Действие горючих флегматизаторов имеет более сложную природу. Как и инертные добавки, они не оказывают специфического химического влияния на реакцию в 'пламени и только понижают температуру горения. Однако такие флегмати-заторы гораздо активнее тормозят горение, что обусловлено не столько их большой теплоемкостью, сколько способностью к эндотермическим реакциям при высоких температурах.
Взрывобезопасность ацетилена. Важнейшим из применяемых в химической промышленности эндотермических соединений является ацетилен. Он находит все возрастающее применение не только в процессах резки и сварки, но и в качестве исходного продукта органического синтеза в ряде многотоннажных производств.
5. Взрывной распад эндотермических соединений .... 86
Температура горения является основным фактором для сходных горючих сред и прежде всего для важнейших смесей углеродсодер-жащих горючих с воздухом или кислородом. Химическая специфика может существенно сказываться на значениях и„ при сопоставлении неоднотипных горючих систем. Таковы, например, смеси, в которых окислителем служит кислород или соответственно окислы азота; смеси горючего с окислителем и системы, в которых происходит взрывной распад эндотермических соединений. При равных Ть таких систем значения ип могут отличаться на несколько порядков. Подобная специфика обусловлена принципиальными различиями механизма и кинетики реакции в пламени.
Взрывобезопасные смеси, содержащие горючее и окислитель, можно разделить на три категории, в зависимости от выполнения ограничений, накладываемых на их состав: 1) бедные смеси, я <3 ят1п (или а > атах); 2) богатые смеси, я > ятах (а < amin); 3) смеси, флегматизированные инертным компонентом, / >> /кр. Хотя использование смесей, относящихся к третьей категории (сюда же относятся и смеси взрывчатых эндотермических соединений с инертными добавками), как правило, является наиболее надежным способом обеспечения взрывобезопасности, такой прием не всегда оказывается применимым. Разбавление перерабатываемых газов большим количеством инертных компонентов обычно нежелательно. Оно замедляет реакции, проводящиеся при технологическом процессе, затрудняет достижение полноты превращения или абсорбции реагирующего газа и т. д. Кроме того, само расходование инертных компонентов ухудшает экономические показатели процесса.
Более сложную природу имеет действие добавок органических горючих флегматизаторов в пламенах богатых взрывчатых смесей и распадающихся эндотермических соединений. Как и чисто инертные добавки, они не оказывают специфического химического влияния на кинетику реакции в пламени, а только понижают температуру горения. Однако такие добавки флегматизируют горение гораздо активнее, чем инертные компоненты. Это обусловлено не только (и даже не столько) их большей теплоемкостью, которая, действительно, сильно возрастает с усложнением молекулы, сколько способностью этих веществ к эндотермическим превращениям при высоких температурах (см., например, [52]). Поэтому сложные соединения, распадающиеся в пламени, способны флегматизировать горение уже в значительно меньших концентрациях, чем инертные добавки.
Известно [135], что эта предельная концентрация Y, практически одинакова для большинства горючих газов и паров. Так, если составлять горючие смеси, используя обогащаемый азотом воздух, то для СН4, С2Нв, С3Н8, С4Н10, СБН12, С6Н14, С3Нв, С4Н8, С6Нв, (СН3)2СО эта величина будет находиться в пределах 11,0—13,5%. Если добавкой к воздуху служит двуокись углерода, значение У для указанных горючих увеличится до 13,4 — 15,6% абс. (т. е. приблизительно на 20%) вследствие большей теплоемкости СО2. Для смесей эндотермических соединений — этилена и бутадиена — значения Y ниже, чем для большинства горючих. Особенно резкое отличие наблюдается для водорода, окиси углерода и ацетилена.
Для смесей хлористого винила (С2Н3С1) как с воздухом, так и с кислородом при нормальных условиях те же авторы [191] нашли ятт = 3,6%. Тройные смеси С2Н3С1 + воздух + N2 перестают взрываться при минимальном содержании воздуха 48,1% независимо от концентрации горючего. Такая смесь содержит 10,1% О2. Как будет показано в гл. 8, при сгорании галоидопроизводных углеводородов в присутствии избытка кислорода весь хлор практически полностью связывается в хлористый водород; поэтому для сгорания С2Н3С1 следует принять v = 2,5. Уравнение (7.1) дает Yt = 9,0%, что удовлетворительно согласуется с экспериментом. Как и в случае других эндотермических соединений, величина Y для хлористого винила меньше обычной для предельных соединений. Используя уравнение (6.13), можно подтвердить правильность-определения ят1п в работе [191 ]. Для хлористого винила Q = 278 ккал/моль, что дает "minQ = Ю.О ккал/моль в согласии с вышеизложенным.
что неизбежное образование взрывчатой паро-газовой смеси и ее переработка не представляет непреодолимых трудностей для технологии. Это относится к данному процессу в большей мере, чем к паро-кислородной конверсии метана или рассматриваемой ниже переработке ацетилена и других эндотермических соединений.
В качестве основного нормируемого параметра лазерного излученш санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеро! (СНиП) № 2392-81 установлена энергетическая экспозиция Н облучаемьо тканей. ПДУ лазерного излучения относится к спектральному диапазону on 0,2 до 20 мкм и регламентируется на роговице глаза и кожи. Кроме того для длин волн 0,4-1,4 мкм СНиП № 2392-81 установлены также ПДО энергетической экспозиции сетчатки глаза, а для видимого диапазон, шектра 0,4-0,75 мкм; кроме указанных параметров, нормируется также энергия излучения Q на сетчатке глаза.
ПДУ лазерного излучения с длиной волны 0,2-0,4 мкм. Для лазерного излучения с длиной волны 0,2-0,4 мкм нормируется энергетическая экспозиция Я на роговице глаза и кожи за общее время облучения t течение рабочего дня Значения Я приведены в табл. 1.
где Н\ - энергетическая экспозиция роговицы глаза в зависимости от длительности импульса т и длины волны излучения А. при угловом размере источника излучения а=10"3 рад и максимальном диаметре зрачка глаза
ПДУ лазерного излучения с длиной волны' 0,2-0,4 мкм.. ПДУ энергетическая экспозиция от каждого импульса на роговице и кожи
При нормировании ^//устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условий облучения — однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 180...300 нм, 380...1400 нм, 1400... 100 000 нм. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н и облученность Е.
роговицы площадью л/^ приходится энергия е, то энергетическая экспозиция Н= е/я/?. Как видно из рис. 6.54, а, расстояние до расчетной точки ввиду малости угла у R = (г„—г)/у. Поэтому опасное расстояние
Гигиеническое нормирование лазерного излучения проводится по СанПиН 5804—91. Предельно допустимые уровни (ПДУ) ЛИ устанавливаются для двух условий излучения — однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 180...380 нм, 380...1400 нм, 1400...100 000 нм. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция (Н) и облученность (Е). ПДУ ЛИ существенно различаются в зависимости от длины волны, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов и длительности воздействия. Установлены различные ПДУ для глаз (роговицы и сетчатки) и кожи.
где Я, — энергетическая экспозиция на роговице глаза, определяемая по табл. 6.2; kt — поправочный коэффициент (табл. 6.3). Для кожи Я„ = Я и определяется по табл. 6.4.
6.2. Энергетическая экспозиция Н, на роговице глаза в зависимости от длительности воздействия г и углового размера
Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц.. .300 МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время , воздействия на человека.
Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭЕ= ?2Г[(В/м)2 ч].
 Читайте далее:
 Щелочными металлами
Эффективных катализаторов
Экологические требования
Экологической безопасности
Экологической опасности
Экологичности технических
Экономический показатель
Эффективная температура
Экономических обоснований
Экономических социальных
Экономическими показателями
Экономическим показателям
Экономически оправдано
Экономической плотности
Экономического обоснования
|
