Предельной температуры
Зависимость НКПР от размера частиц приведена на рис. 8.1, а, б. При увеличении размера частиц от 10 до 70—100 мкм НКПР снижается, дальнейшее увеличение размера частиц приводит к его повышению. Это обусловлено тем, что мелкие частицы вещества сгорают, как газ; при размерах «70—100 мкм проявляется механизм, обеспечивающий обогащение зоны горения горючим компонентом и, следовательно, приводящий к снижению предельной концентрации горючего, еще способного распространять пламя. НКПР вещества в дисперсном состоянии (по сравнению с парогазовым) может снижаться более чем в 2 раза. От размера частиц существенно зависит максимальное давление взрыва аэрозоля (рис. 8.1,в). Форма и характер поверхности частиц аэрозолей органических веществ не влияют на взрывоопасность, поскольку они сгорают в газовой фазе. Состояние же поверхности частиц металлов оказывает существенное влияние на параметры взрывоопасности, так как реакция горения протекает на поверхности частиц.
Установлены нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) различных вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Различают два вида ПДК—максимально разовую и среднесуточную. Непревышение максимально разовой ПДК при воздействии до 20 мин не вызывает у человека неприятных реакций; непревышение среднесуточной предельной концентрации обеспечивает нормальное функционирование человеческого организма.
Инертные компоненты влияют и на концентрационные пределы взрываемости. Типичная зависимость предельной концентрации горючего от содержания инертного компонента, т. е. схема пределов области взрываемости в тройной смеси горючее—окислитель—инертный компонент показана на рис. 47.
Уравнение (6.16) объясняет причины давно известной особенности: независимости нижней предельной концентрации горючего от содержания кислорода при частичной замене его азотом. Поскольку теплоемкости обоих газов одинаковы, величина Ть при такой замене остается постоянной, порядок же реакции окисления окиси углерода по кислороду равен нулю. Лишь разбавление инертным компонентом с большей, чем у кислорода, теплоемкостью повышает нижний предел. ______
Изложенные соображения позволяют вычислять значения Y для неисследованных горючих газов или многокомпонентных смесей по величине нижнего концентрационного предела, т. е., по существу, из термохимических данных. Так, для ацетилена, у которого nmln = = 2,5%, следует ожидать Y = 6,2%. Возможность вычисления Y имеет большое практическое значение, так как экспериментальные определения предельной концентрации кислорода производились лишь для ограниченного числа горючих газов и паров. Величина же Y представляет собой важную характеристику взрывобезопасности для ряда технологических процессов.
Для создания определенного «запаса надежности» температура жидкости в реакторе окисления должна быть на 20—30 градусов выше критической, определяемой графиком рис. 56. Можно ожидать, что уточнение данных о пределах взрываемости в системе толуол— кислород—азот при наиболее тщательном исследовании не даст оснований изменить представленные на рис. 56 значения критической температуры больше чем на 15 градусов, а предельной концентрации кислорода — больше чем на 2% абс.
Ниже приведены абсолютные значения предельной концентрации кислорода в смесях С2Н4 + О2 + СО2: •
Замена избыточного горючего инертным компонентом делает более взрывоопасными богатые смеси пропилена: при увеличении концентрации СО2 от нуля до 40% предельная концентрация кислорода понижается от 46 до 32%. Вследствие ненасыщенности этилена абсолютное значение предельной концентрации недостающего компонента в богатых смесях С2Н4 не снижается при увеличении содержания инертного разбавителя.
Флегматизирующее действие добавок бутана было проверено экспериментально. В серии опытов, при которых эквимолекулярная смесь бутана и этилена смешивалась с кислородом и двуокисью углерода с таким расчетом, что содержание последней всегда составляло 40%, предельная концентрация кислорода при 7 am и 130° С была равна 25,5%. В расчете на эквимолекулярную смесь без инертного компонента предельная концентрация кислорода равна 42,6%. Как видно из рис. 62, в аналогичных условиях для смеси с чистым этиленом (т = оо) предельная концентрация кислорода равна 21%. Таким образом, экспериментальная проверка подтверждает рассчитанное двукратное возрастание предельной концентрации кислорода при замене в конвертированном газе этилена его эквимолекулярной смесью с бутаном.
Рис. 65. Зависимость предельной концентрации флегматизирующего азота в смесях СвН]2 + NO + N2O + N2 от состава окислителя:
Это иллюстрирует рис. 65, на котором показана зависимость предельной концентрации флегматизирующего азота в богатых горючим смесях С6Н12 + NO + N2O + N2 от доли окиси азота в сумме содержаний окислителей р = [NO]/([NO] + IN2O]) для ряда фиксированных значений коэффициента избытка окислителя. Смеси, отвечающие минимумам кривых /кр (Р), горючи в более узком диапазоне составов, чем аналогичные смеси с каждым из индивидуальных окислителей — N2O или NO. Наибольшее сужение области взрывоопасных составов соответствует р = 0,80—0,85. В смесях, в которых окислитель А% состоит на 40—50% из N2O, пределы
Из результатов анализа причин аварии следует очень важный практический вывод о том, что при проведении экзотермических процессов гидрирования или синтезов на основе окиси углерода и водорода нельзя допускать неуправляемого роста температуры, так как это может вызвать перегрев и уменьшение прочности основных несущих элементов аппаратов. Для этого необходимы надежный контроль и автоматическое регулирование температуры процесса с использованием регистрирующих приборов и сигнализации предельной температуры внутренней поверхности стенки корпуса.
Аварийная ситуация развивалась в следующей последовательности. В 10 ч 35 мин оператор окисления увеличил расход конденсата на орошение воздушных конденсаторов колонн ректификации. При этом снизилось давление в коллекторе конденсата, подаваемого в сепараторы работавших реакторов окисления. В 12 ч 30 мин начался рост температуры в одном реакторе из-за недостаточного количества хладоагента. В 14 ч 15 мин при достижении в этом реакторе предельной температуры (155°С) произошло автоматическое отключение подачи воздуха, и в реактор поступал азот из аварийного сборника. От резкого возрастания давления в коллекторе воздуха (до 2,9 МПа) остановился компрессор, подававший воздух в другие реакторы окисления (блокировочное значение давления 2,4 МПа). В 14 ч 45 мин компрессор воздуха был включен в работу, подача воздуха в реакторное отделение была нормализована. В 15 ч реактор окисления был поставлен на разогрев; так как температура в нем снизилась до 135°С, подача азота в реактор была прекращена. Однако разогрев его осуществлялся с нарушением рабочих инструкций: не был перекрыт вентиль на трубопроводе выхода реакционной массы реактора, что
Тенденция к ведению процессов в более жестких режимах при высоких температурах в ряде случаев заставляет прибегать к повышению показателей взрывоопасное™ по температуре, что при наличии малоэффективных и недостаточно надежных средств регулирования и контроля температурного режима приводит к взрывам в аппаратуре. При оценке взрывоопасное™ процесса по температурному показателю следует учитывать не только его абсолютное числовое значение, но и надежность, и класс точности средств регулирования и контроля, которые должны исключить возможность достижения предельной температуры взрывоопасного процесса.
Охлаждающая рабочая жидкость при нормальной работе электронасоса должна обеспечивать температуру в двигателе примерно на 10 °С ниже максимальной температуры рабочей жидкости. При увеличении предельной температуры срабатывает сигнализатор температуры 7а, 76, и электронасос аварийно отключается.
Значение предельной температуры среды при расчетах принимается из условия, что эта температура не превышает температуру воспламенения веществ и материалов, могущих оказаться в данном помещении; температуру, при которой наступает термическое
На основе результатов расчета адиабатических температур горения для предельных смесей с помощью методики, изложенной в разд. 1.2.5, можно утверждать, что для алканов существует предельная температура горения 1500—1600 К, ниже которой пламя не может существовать (см. табл. 3.1). Концепция предельной температуры может быть использована для проверки того, являются ли бедные газо- и паровоздушные смеси воспламеняющимися. Рассмотрим в качестве примера смесь, составленную из 2,5 % бутана, 20 углекислого газа и 77,5 % воздуха. Компоненты находятся в соотношении 1:8:31, таким образом, полная реакция может быть выражена следующим образом:
крупные капли будут стремиться выпасть в восходящее пламя, что вызовет эффективное увеличение местной концентрации (рис. 3.7) [78]. Паровоздушная смесь, которая при' условиях окружающей среды не является воспламеняемой, может стать воспламеняемой, если ее температура увеличится: сравните точки С и D на рис. 3.4, которые относятся к той же смеси при различных температурах. Нижний предел по мере увеличения температуры уменьшается потому, что для достижения предельной температуры воспламенения Тцт требуется меньше энергии воспламенения. Следовательно, для распространения по смеси фронта пламени окажется достаточной небольшая концентрация горючего вещества в воздухе. Если это обстоятельство выразить через изменения энтальпии, то можно записать следующие выражения
Задуть пламя можно при условии, если будет достигнута достаточная мощность воздушного потока, обеспечивающая уменьшение тг и Tf, и таким образом будет максимально уменьшено значение числа Дамкелера ниже критического уровня. Этот подход полностью совместим с концепцией предельной температуры пламени и был использован в работах [431], [432], [435] в качестве средства интерпретации многих задач тушения пожара. С помощью такого подхода можно также обосновать действие химически активных ингибиторов, вызывающих увеличение эффективного времени химической реакции путем уменьшения скорости химической реакции (разд. 1.2.4). Что касается локального воздействия пожаротушащих средств ограниченного объема, то задувание пламени является наиболее эффективным средством борьбы с огнем. Это особенно справедливо в отношении тушения пожаров на нефтяных скважинах, где не удается ослабить поток горючего после иных попыток потушить пожар.
3. По температурным классам электрооборудование подразделяется в зависимости от значения предельной температуры — наибольшей температуры поверхностей взрывозащищенного электрооборудования, безопасной в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды (табл. 7).
Электрооборудование группы II в зависимости от значения предельной температуры подразделяется на шесть температурных классов, соответствующих группам взрывоопасных смесей (табл. 33.4). Под предельной температурой понимается наибольшая температура поверхностей взрывозащищенного электрооборудования безопасная в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды.
Особенностью эксплуатации электродвигателей является применение в схемах защиты, в обязательном порядке, тепловых реле, которые отключают двигатель при его опрокидывании за время, меньшее или равное tE — время, в течение которого максимальный возможный при нормальной эксплуатации ток может протекать через токоведущие части, имеющие установившуюся температуру при номинальном режиме, не превышая при этом предельной температуры.
 Читайте далее:
 Подразделений управления объединения
Позволяет регулировать
Переносного заземления
Позволяет упростить
Позволяет увеличить
Позволяющей производить
Позволяющие производить
Позволяют обеспечить
Позволяют осуществлять
Позволяют прогнозировать
Позволяют вычислить
Подразряд зрительной
Позволило исключить
Прямоугольных импульсов
Практических приложений
|
