ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристика пожарной опасности аэрозолей из "Пожаро и взрывоопасность пылевидных материалов и технологических процессов их переработки" Аэрозоли по воспламенению и горению во многом подобны газовым смесям. Эти процессы для них определяются сходными критическими условиями. Соответственно опасность аэрозолей и газовых смесей характеризуется рядом параметров. К этим параметрам относятся концентрационные пределы воспламенения, минимальное взрывоопасное содержание кислорода, минимальная энергия зажигания, максимальное давление взрыва, скорость нарастания давления. Сходная способность проявляется также в достижении взрывных скоростей горения. К числу указанных параметров можно было бы отнести и температуру самовоспламенения. Однако для многих органических аэрозолей этот показатель имеет малую практическую ценность, так как он получается значительно более высоким, чем для аэрогелей (табл. 12) [29]. [c.53] Поскольку при проведении технологических операций с пылевидными материалами легко образуются аэрогели, необходимо ориентироваться на более низкую температуру самовоспламенения осажденных пылей с тем, чтобы обеспечить полсарную безопас-ность процессов. [c.53] Как отмечалось выше, горение твердых веществ протекает на поверхности и в газовой фазе около нее. Поэтому в горящем аэрозоле теплота сгорания концентрируется главным образом в конденсированной фазе, где развивается более высокая температура. Это подтверждается расчетом теплоты сгорания смесей пылей с воздухом при минимальных взрывоопасных концентрациях. За счет этого тепла температура смесей может повыситься лишь на 100—200 °С [44]. Такое повышение температуры недостаточно для воспламенения аэрозоля, поскольку не обеспечивает нужного для зажигания частиц нагрева. [c.54] Расчет нижнего концентрационного предела воспламенения некоторых пылей химически индивидуальных веществ как паров и газов по имеющейся методике [45] показал значительное превышение расчетных данных над экспериментальными (табл. 13). [c.54] На существование различия механизмов прогрева пыле- и газо-воздущных смесей указывает и скорость распространения пламени в аэрозоли, которая обычно получается на порядок выше скорости распространения пламени в гомогенной газовой смеси [46, 47]. [c.55] Повышенная скорость распространения тепла является результатом прогрева аэрозоля от фронта пламени главным образом за счет радиационной составляющей теплового потока, а не кон-дуктивной. [c.55] Гр —начальная температура аэровзвеси, К. [c.55] Из формулы (35) видно, что скорость распространения пламени в аэрозоли обратно пропорциональна диаметру частиц, В исследованиях [1, 50], в которых изучалась скорость горения частиц угля и других топлив, обнаружена обратная зависимость между временем горения и площадью поверхности частиц, а также пропорциональность времени горения квадрату начального диаметра частиц. Все это указывает на весьма большую зависимость чувствительности аэрозоля к воспламенению и взрыву от его дисперсности. [c.56] Величина удельной поверхности частиц определяет степень влияния параметров (температуры, концентрации пыли, содержания кислорода и инертных добавок) на процесс возгорания аэрозоля, который возникает, как указывалось выше, в гетерогенной среде (твердое вещество — газ). Превалирующее влияние реакций, связанных с воспламенением газов, возможно лишь в том случае, если частицы пыли выделяют летучие вещества, которые загораются первыми. Это явление характерно для некоторых полимеров, обладающих плавкостью и склонностью к свечеобразному горению. [c.57] Взрыв пыли — ЭТО быстрое сгорание аэрозоля, в результате которого возникает повышенное давление, обусловленное мгновенным выделением тепла и газообразных продуктов, поэтому можно считать, что в мелкодиснерсном состоянии способен взрываться любой горючий материал, находящийся в виде аэрозоля. Необходимым условием возникновения взрыва является присутствие горючего в аэрозоли с концентрацией в пределах воспламенения и источника зажигания. [c.57] Анализ процессов горения аэрозолей и сравнение их с горением газовых смесей показывает, что, несмотря на коренные различия структур аэрозолей и газовых смесей и процессов аэродинамики, диффузии диффузионный перенос частиц аэрозоля возможен при их размере менее 0,1 мкм), передачи зажигающих импульсов, механизмов окисления горючего, результирующие эффекты в значительной мере аналогичны как для аэрозолей, так и для газовых смесей. Это позволяет при описании процессов воспламенения аэрозолей рассматривать их как сплошные среды и в известной мере применять теорию теплового воспламенения для гомогенных газовых смесей. [c.58] При расчете условий горения аэрозолей с использованием тепловой теории исходят из того, что уравнения, связывающие параметры, относящиеся к горению аэрозолей, подобны полученным для газов. Основанием для этого служит незначительность объема пыли в аэрозоле и возможность проводить при экспериментах с пылями независимый контроль концентрации пыли, кислорода и инертного веществя (в случае тушяшей добавки). [c.58] Мп — молекулярная масса пыли. [c.59] Выражение для дается уравнением (41). Температура Т в этом уравнении, отвечающая моменту возгорания, только несколько превыщает температуру печи Г . Поэтому в эксперименте и при подсчете плотности газов температуру Т принимают равной Т. [c.60] Раздельные значения а и Еа устанавливали опытами по определению влияния концентраций одного состава пылей разной дисперсности на воспламеняющую температуру среды. Мелкой пыли, имеющей ббльщую удель-ную поверхность, соответствовали более высокие значения о. [c.61] На рис. 22 приведены экспе- риментальные данные (для крах- -мала) и рассчитанные по уравнению (46), которые показали хо- рощую сходимость (коэффициент корреляции равен 0,98). Из урав-нения (46) следует, что туща-щее действие термически стойких инертных добавок пропорционально их концентрации и теплоемкости. [c.61] Стремление учесть влияние указанных факторов на воспламеняемость аэрозолей объясняет причины множества предложенных методов. В этих методах весьма существенную роль играет способ создания аэрозоля, имеющего достаточно однородные свойства во всем объеме реакционного сосуда. Сложность проблемы в значительной мере обусловлена разнообразием физических свойств промышленных образцов пыли. Объемная и истинная плотности пылеобразующего вещества, средние размеры частиц, их дисперсионный состав и форма, гигроскопичность, электрические свойства и когезия между частицами — все эти факторы могут влиять на процесс получения облака пыли. Как уже отмечалось в гл. 1, частицы порошка, применяемого в исследовании на воспламеняемость, размером примерно 70 мкм имеют значительную скорость витания. Поэтому порошок в неподвижном воздухе быстро оседает, причем наиболее крупные частицы выпадают практически мгновенно. [c.62] Способы первой группы основаны на применении вентиляторов или мешалок. В экспериментах крупного масштаба для рассеивания ныли используют также детонаторы. К недостатку указанных методов относится расслоение аэрозоля, приводящее к неравномерному распределению концентрации, непостоянству дисперсного состава, вызываемому инерционными силами, возникающими при механическом перемешивании. Экспериментальные данные, полученные на таких установках, довольно противоречивы. [c.62] Мальной скорости горения аэрозолей — параметра, который не зависит от аппаратурного оформления. Однако при измерении нормальной скорости горения для ряда пылей встретились с большими трудностями [47], связанными с различным гранулометрическим составом аэрозолей. Кроме того, на стенках трубы, где происходит горение, вследствие электростатического притяжения двигающихся частичек, часто возникают отложения пыли, что также приводит к ошибкам в измерениях. [c.63] Вернуться к основной статье