Гапонов Владимир Лаврентьевич 10 страница

(7.3)

где V_t _–объем воздуха, найденный из графика определения расхода по воздуху (рис.7.1.); T ₁– температура в момент калибровки ротаметра; P ₁ – барометрическое давление в момент калибровки ротаметра; T ₂ – температура в момент прокачки воздуха, °С; P ₂ – барометрическое давление в момент прокачки воздуха, Па.

Заданные преподавателем параметры опыта и значение объема воздуха, найденного с использованием калибровочной прямой, табл. 7,2., рис. 7.1. записать в табл. 7.3.

Таблица 7.3. Определение расхода (л/ч)

Среда	Давление (P₁),мм. рт. ст.	Температура (T₁), ⁰C	Давление (P₂), мм. рт. ст.	Температура (T₂), ⁰C	Деление шкалы	Время опыта, мин.	V_t , л
Воздух	747,1	22,4

Найденное значение V – скорость отбора пробы, л/мин. занести в табл. 7.3.

7.4. Методика проведения работы

1.Проверить наличие защитного заземления на установке (при отсутствии его установку заземлить).

2.На аналитических весах взвесить фильтр, записать в таблицу массу фильтра, вставить фильтр в фильтродержатель.

3.Собрать все элементы в единую схему: пылевая камера – фильтродержатель – резиновая трубка – ротаметр – резиновая трубка – воздуходувка.

4.Включить в работу воздуходувку (пылесос) и секундомер.

5.Зафиксировать начало отбора пробы. Во время отбора по ротаметру необходимо следить за скоростью просасывания и при необходимости подрегулировать ее вентилем

6.По окончанию отбора пробы выключить воздуходувку и секундомер. Осторожно вынуть фильтр из фильтродержателя и взвесить его на тех же весах. Все параметры записать в таблицу 7.4.

Таблица 7.4 – Результаты наблюдений

№ опыта

V₀,

м³

Вес фильтра, мг

Привес

фильтра, мг

Запыленность воздуха, мг/м³

До продувки

После продувки

7. Вычисление объема воздуха в нормальных условиях и концентрации пыли произвести, используя формулы 7.1 и 7.2.

8.Сделать вывод о степени запыленности воздуха, сравнив со значениями ПДК представленными в табл. 7.1.

Контрольные вопросы

1. Классификация пыли, ее свойства.

2. Что такое ПДК?

3. Как пыль влияет на организм человека и на производственное оборудование?

4. Какие методы исследования запыленности воздуха вы знаете?

5. Что значит нормальные условия для определения запыленности воздуха?

6. Что значит стандартные условия для определения запыленности воздуха?

7. Для чего используется ротаметр?

8. Перечислите методы определения запыленности воздуха.

9. В чем заключается весовой метод определения пыли?

10. Какие меры и средства защиты от пыли вы знаете?

8. Лабораторная работа № 8 Исследование процесса тушения

пламени в зазоре»

Цель работы: исследовать процесс тушения пламени в зазоре электрооборудования во взрывонепроницаемом исполнении.

8.1. Общие сведения

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) взрывоопасной зоной называется помещение или ограниченное пространство в помещении, в котором имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси, т.е. смесь воздуха с горючими газами, парами легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючими пылями или волокнами. К ЛВЖ относятся жидкости, температура вспышки паров которых не выше 61 °С.

С целью предотвращения появления источников воспламенения во взрывоопасных зонах применяют специальные виды электрооборудования, т.е. такие, которые не могут служить причиной возникновения взрывов.

Все виды электрооборудования, согласно ПУЭ, подразделяются на взрывозащищенное и нормальное исполнения.

Во взрывоопасных зонах разрешается применять только взрывозащищенное электрооборудование. Взрывозащищенное электрооборудование подразделяют по категориям, группам и температурным классам, таб. 8.1., 8.2. Одним из видов взрывозащиты электрооборудования и защиты от распространения пламени по производственным коммуникациям являются огнепреградители. Принцип действия одних из них основан на гашении пламени в узких каналах. Такой же принцип работы у щелевой защиты взрывонепроницаемого электрооборудования, когда оборудование имеет оболочку или корпус с определенными фланцевыми зазорами между поверхностями прилегания.

Газы, образовавшиеся в результате взрыва внутри оболочки, выходя под давлением взрыва через узкую щель, расширяются, при этом теплоотдача в окружающую среду превышает тепловыделение, чем предупреждается воспламенение горючей смеси пламенем, выбрасываемым через фланцевые зазоры. Величина зазора должна быть меньше тушащего для данной смеси паров и газов и зависит только от свойств этой горючей смеси и не зависит от материала, из которого сделана щелевая защита и от ее длины.

Существует стандартный метод для определения зазора между фланцами по ГОСТ 12.1.011–78 ССБТ «Смеси взрывоопасные. Классификация».

Максимальный зазор между фланцами, через который не происходит передача взрыва в окружающую среду, при любой концентрации горючего

Таблица 8.1. Категории и группы некоторых взрывоопасных смесей

газов и паров в зависимости от величины безопасного

экспериментального максимального зазора (БЭМЗ)

Категория и группа взрывоопасных смесей	Наименование взрывоопасных смесей	Величина БЭМЗ, мм
1–Т1 П ПА–Т1 ПА–Т2 ПА–Т3	Рудничный метан Промышленные газы и пары: Аммиак, ацетон, бензол и др. Бензин, бутан, этиловый спирт и др. Бензины: А–66, А–72 и др.	Больше 1,0 Больше 0,9 Больше 0,9 Больше 0,9

Таблица 8.2. Температурные классы электрооборудования,

соответствующие группам взрывоопасных смесей,

для которых электрооборудование является взрывоопасным

Знак класса	Предельная температура, ⁰С	Группа взрывоопасной смеси
Т1 Т2 Т3	450 300 200	Т1 Т1, Т2 Т1–Т3

вещества в воздухе называется безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ).

Величину тушащего зазора определяют экспериментально для каждой горючей смеси. В зависимости от величины тушащего зазора устанавливается категория взрывоопасной смеси.

Тушащий зазор

(8.1)

где – нормальная скорость распространения пламени, м/ч; Ре– критерий Пекле; d_туш– диаметр (ширина) тушащего канала, м; С_р– удельная теплоемкость исходной смеси, Дж/(кг´ºС); – плотность исходной смеси, кг/м³, l₀ – теплопроводность исходной смеси, Вт/(м´ºС).

На пределах гашения пламени критерий Пекле постоянен и равен ~ 65. Таким образом, приняв критерий Ре = 65, можно оценить величину тушащего зазора d_туш. Точное значение ширины тушащего канала определяется экспериментально.

Из теории пределов распространения пламени Я.Б. Зельдовича следует, что гашение пламени в узких каналах достигается при условии

(8.2)

где – средний диаметр конического отверстия между камерами; ; а – коэффициент температуропроводности исходной смеси, м²/с; – нормальная скорость распространения пламени, м/с; – критическое значение числа Пекле, задается преподавателем, значение которого для многих горючих веществ равно 55–70; d_туш– величина тушащего зазора.

Для экспериментальной проверки вычисленного зазора необходимо рассчитать стехиометрическую концентрацию горючей смеси с воздухом в объемных долях.

Стехиометрической называется горючая смесь, которая не содержит в избытке ни горючих компонентов, ни окислитель и определяется по формуле

(8.3)

где – стехиометрические коэффициенты горючего, кислорода и азота, определяемые из уравнения горения.

Реакция горения некоторых веществ даны в табл. 8.3.

Объем горючей смеси, необходимой для получения стехиометрической смеси, заполняющей полости, рассчитывается по формуле

(8.4)

где М – молекулярная масса; – объем каждой полости, л; в нашем случае – 2,5 л; – удельная плотность испытываемой жидкости, г/л (для ацетона = 790,8 г/л); – объем грамм–молекулы, л; (принять = 24,05 л).

Величины для применяемых в эксперименте горючих жидкостей приведены в табл. 8.4.

8.2. Установка для проведения эксперимента

Включает в себя стенд (рис. 8.1.), состоящий из толстенного сосуда 2, рассчитанного на давление 10 МПа, с двумя полостями 6 и 19, объемом каждая в 1 литр (0,001 м³), системы электрического зажигания горючей смеси и предохранительного щитка 1. Полости через клапан 17 в воздуховоды 16 соединены с вентилятором 15, используемым для их продувки.

Таблица 8.3. Реакции горения некоторых веществ

и их физические свойства

Название горючего	Химическая формула	Реакция горения
Название горючего	Химическая формула
Ацетон	С₃Н₆О	I С₃Н₆О + 4	О₂ + 4.3.76	N₂=3СО₂+3Н₂О+4.3.76N₂
Бензол	С₆Н₆	I С₆Н₆ + 7,5	О₂ + 7.5.3.76	N₂=6СО₂+3Н₂О+7.5.3.76N₂
Этиловый спирт	С₂Н₅ОН	I С₂Н₅ОН + 3	О₂ + 3.3.76	N₂=2СО₂+3Н₂О+3.3.76N₂
Коэффициент 3.76 отражает соотношение кислорода и азота в воздухе

Таблица 8.4. Данные для определения тушащего зазора оборудования,

физические свойства горючих веществ

№ п/п	Наименование вещества	Формула	Молекулярный вес	Удельная плотность вещества, ж, г/л	Нормальная скорость распространения пламени, V, м/с	Коэффициент температуропроводности исходной смеси, а, м²/с	Стехиометр. концентр., С_ст	Стехиометр. объем, V, мл
1.	Ацетон	С₂Н₆О	58,08	790,5	0,32	208×10^–4	4,99	0,15
2.	Бензол	С₆Н₆	48,11	879,0	0,37	212×10^–4	2,73	0,06
3.	Этиловый спирт	С₂Н₅ОН	46,07	789,5	0,36	202×10^–4	6,55	0,0035

Продувка производится нажатием кнопки 4 (рис.8.2). Полости имеют внутри выступы 18, которые служат для ускорения испарения залитой жидкости. Для безопасности обслуживания установки при отодвинутом щитке 1 обесточивается система зажигания. В разделяющей перегородке 7 сосуда установлена втулка 8 с коническим отверстием, в которое входит пробка 13 с резьбой на хвостовике. Резьбой хвостовик входит во втулку 12, связанную с лимбом 14. Зазор между фланцами оболочки можно менять поворотом рукоятки лимба.

8.3. Порядок проведения работы

Жидкое горючее вещество задается преподавателем (ацетон, бензол, этиловый спирт). Выполнить расчеты по формулам (8.1)–(8.3). Включить стенд в сеть кнопкой 6 (рис. 8.2.). Перед началом работы продувать полости воздухом в течение 5–10 с, нажав кнопку 4. Отодвинув щиток 1, через отверстие штуцеров 5 (рис. 8.1.) залить мерной пипеткой в полости жидкое горючее вещество в количестве, необходимом для опыта и рассчитанном по формуле (8.3).

Рис. 8.1. Общий вид стенда в разрезе

Рис. 8.2. Общий вид стенда

После этого под пластины 3 выхлопных штуцеров заложить листки плотного, но не прочного на разрыв материала (кальку, бумагу, выдаваемые лаборантом). Для равномерного заполнения полостей парами залитой жидкости необходимо выждать 1–2 минуты. Жидкость, стекая с верхнего уступа на нижний, испаряется и пары интенсивнее перемешиваются с воздухом. Установить по лимбу зазор, рассчитанный по формуле (8.1). Приготовленную взрывоопасную смесь паров жидкости с воздухом поджечь искрой, включив зажигание в левой полости (кнопка 3, рис. 8.2.) и наблюдать за результатом опыта: звук взрыва и разрыв мембраны. Если зазор выбран верно, то во второй полости взрыва не происходит, т.е. можно фиксировать «непередачу взрыва». «Непередача взрыва» – это когда во второй полости смесь взрывается после контрольного нажатия правой части кнопки зажигания.

Если зазор больше тушащего, то происходит “передача взрыва”, т.е. при поджигании смеси в левой полости воспламеняется смесь и в правой, т.е. взрыв происходит одновременно в обеих полостях. Зазор считать тушащим, если частота “непередачи взрыва” на данной концентрации паров в опытах более 50%. Количество опытов устанавливается преподавателем. Результаты эксперимента занести в табл. 8.5. и составить отсчет по проделанной работе.

Таблица 8.5. Результаты эксперимента

Исследуемая жидкость		Концентрация
№ опыта	Величина зазора	Результат эксперимента		Результат контрольного взрыва
		полость 19	полость 6
1	2	3	4	5

8.4 Форма отчета

1. Цель работы.

2. Схема установки.

3. Расчеты.

4. Таблицы экспериментальных данных.

5. Выводы.

8.5 Контрольные вопросы

1. Что называется взрывоопасной зоной?

2. Где используется принцип тушения пламени в зазоре?

3. За счет чего происходит тушение пламени в зазоре?

4. Влияет ли материал и длина щели тушащего зазора на эффективность тушения?

5. Чем определяется величина тушащего зазора?

6. Что такое БЭМЗ?

7. Что называется стехиометрической горючей смесью?

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности: учеб. для вузов / Н. Г. Занько, К. Р. Малаян, О. Н. Русак ; под ред. О.Н. Русака. – 14–е изд., стер. – СПб.: Лань, 2012. – 671 с.

2. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23–05–95*. – [утв. приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 27 декабря 2010 г. № 783] – Введ. 2011–05–20.

3. ГОСТ 12.2.007.13–2000 ССБТ. Лампы электрические. Требования безопасности. [принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 17–2000 от 22 июня 2000 г.)] – Введ. 2001–07–01.

4. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): учеб. для бакалавров / С.В. Белов. – 4–е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт, 2013. – 682 с.

5. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

6. Методические рекомендации «Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания» N 5168–90 от 05.03.90. В сб.: Гигиенические основы профилактики неблагоприятного воздействия производственного микроклимата на организм человека. В.43, М. 1991, с.192–211.

7. Руководство Р 2.2.013–94. Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. Госкомсанэпиднадзор России, М, 1994, 42 с.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 214; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 91011 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!