Расчет по оценке зажигательной способности искры — КиберПедия 

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Расчет по оценке зажигательной способности искры

2017-06-09 833
Расчет по оценке зажигательной способности искры 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Оценку зажигательной способности искры, образованной при работе ударным инструментом, произведу в соответствии с ГОСТ [5]. Чтобы искра стала инициатором возникновения горения, в данном случае нефти, требуется выполнение следующих условий:

Температура нагретого тела должна быть больше температуры самовоспламенения горючей среды.

Время воздействия нагретого тела должна быть не менее периода индукции при зажигании:

  W > Wmin, (3.23)  
  где Wmin - минимальная энергия возгорания, Дж.
               

Размеры искры удара представляющая собой раскаленную до свечения частичку металла, не превышают 0,5 мм, а их температура находится в пределах температуры плавления металла.

Количество тепла, отдаваемое искрой при охлаждении от начальной температуры tн до температуры самовоспламенения tсв вычисляется по формуле:

  W=Vк ρк Ск консв) К, (3.24)

 

где ρк - плотность металла, кг/м3, ρк = 7 800 кг/м3;
  Ск - теплоемкость расплава металла, Ск =482 Дж/(кг К);
  Ткон - Конечная температура капли, К;
  Тсв - температура самовоспламенения горючего материала, К;
  К - коэффициент, равный отношению тепла отданного горючему веществу к энергии запасенной искрой, К = 1;
  Vк - объем искры металла, м3.

Объём искры металла определяется по формуле:

  (3.25)

= 0,524 (5 10–4)3 = 6,55 10–11 м3

Для нахождения конечной температуры капли tкон необходимо соотнести время полета искры до остывания и время ее нахождения в расплавленном состоянии τр:

  τр = τ ост – τкр (3.26)  
  где τкр - время кристаллизации капли металла, °С
  (3.27)  
  где to - температура окружающего воздуха°С, to =20 °С;  
    tпл - температура плавления и температура искры, °С, tпл = tн =1580 °С;  
    mк - масса частицы металла, кг.  
  (3.28)  
                 

= 7800 6,55 10–11 = 5,1 10–7 кг.

Коэффициент теплоотдачи (a), Вт м–2 К–1, вычисляют по формуле:

  (3.29)  
  где Wи - Скорость полета искры, м с–1;
               

=188 4 = 752 Вт/м2 К.

  , (3.30)  
  где Sк - Площадь поверхности искры, м2.
               

Sk = 1,96 10–7 м2.

τкр= (5,1 10–7 482)/[(752 1,96 10–7 (1580 –20)]= 10–4 с.

Время остывания определяется по формуле:

  (3.31)

По значениям относительной избыточной температуры Q п и критерия Вi определяют по графику критерий Фурье.

Критерий Био вычисляют по формуле:

  (3.32)  
  где - коэффициент теплопроводности металла искры, = 86,5 (Вт/м) xК;
               

Отношение температур Qп вычисляют по формуле:

  Qп = (3.33)  
  где tсв - температура самовоспламенения нефти tсв = 280°С, или tсв = 553 К.
               

Подставляем значения в формулы, приведенные выше:

Bi = (752 ×5 ×10–4) / 86,5 = 4,3 ×10–3;

Qп = (1580 – 553) / (1580 – 20) = 0,64

Отсюда критерий Fo по номограмме равен Fo =140

Тогда время остывания капли равно:

τост =(140 / 86,5) (5 10–4) 482 7800 = 1,52 с.

Найдем разность:

τр = 1,52 – 0,01 = 1,51 с.

Так как 12/16 = 0,75 с – время падения искры с высоты 12 м, то конечную температуру капли в твердом состоянии определяем по формуле:

  (3.34)

Определяем количество тепла, отдаваемое искрой при охлаждении от начальной температуры tн до температуры самовоспламенения tсв:

W = 6,55 10–11 7800 482 (1104 – 648) = 0,11 Дж.

По справочнику [19] Wmin (минимальная энергия возгарания) нефти равна 0,0000046 Дж.

Проверим условия воспламенения горючей среды:

1) t > tсв; 2) W > Wmin

1104 > 648 0,11 Дж > 0,0000046 Дж

Следовательно, искра, образованная при работе ударным инструментом на кровле резервуара с нефтью и упавшая на поверхность горючей паровоздушной смеси способна вызвать ее воспламенение и привести к пожару.

Поэтому проводить какие либо работы необходимо искробезопасным инструментом и, если это возможно, предварительно снизив горючую концентрацию паровоздушной смеси до безопасных значений в зоне ремонта.


Поделиться с друзьями:

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.009 с.