Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Температурные пределы распространения пламени.




Для определения температурных пределов распростра­нения пламени (далее —• температурных пределов) выявляют минимальную и максимальную температуры жидкости, при которых пары, находящиеся в равнове­сии с жидкой фазой, образуют с воздухом смесь, спо­собную воспламеняться от источника зажигания и распространять пламя в объеме реакционного сосуда.

Прибор для измерения температурных пределов (рис. 2.12) состоит из трехгорлого стеклянного цилин­дрического сосуда высотой 125 и диаметром 65 мм, термостата, измерительной системы и источника зажи­гания.

Методика измерения температурных пределов заклю­чается в следующем. В реакционный сосуд помещают 70 см3 исследуемой жидкости. В одну из горловин со­суда устанавливают источник зажигания, в другую — двухзонную термопару (для измерения температур жидкости и пара). Третья горловина служит взрыво-разрядником. Затем сосуд помещают в термостат.

Для определения нижнего (верхнего) температурно-


2 Пожаровзрывоопасность... Кн. 1



Рис. 2.12. Прибор для измерения температур­ных пределов распространения пламени:

/ — реакционный сосуд; 2 — электроды искрового зажигания; 3 — двухзонная термопара; 4 — взры-воразрядная горловина

го предела исследуемую жидкость нагревают или охлаждают до темпе­ратуры на 10 °С ниже (выше) пред­полагаемого значения нижнего (верх­него) предела. При заданной темпе-патуре сосуд термостатируют в тече­ние 12 мин для установления равно­весия между жидкой и паровой фаза­ми, разность температур между кото­рыми не должна превышать 1 °С. После завершения термостатирова-ния проводят испытание на воспла­менение. Для этого включают ис­точник зажигания на 1—2 с. Если возникшее пламя распространится по всему объему паровоздушного про­странства или вертикально вверх до горловины сосуда, то результат испытания принимают за воспламенение. За отказ принимают вспышку или горение на источнике зажига­ния, или выброс пробки без видимого пламени.

В случае воспламенения температуру исследуемой жидкости уменьшают на 5 °С при определении нижнего предела и увеличивают на 5 °С при определении верх­него предела. При получении отказа температуру ис­следуемой жидкости увеличивают на 5 °С при опреде­лении нижнего предела и уменьшают на 5 °С при опре­делении верхнего предела.

Изменяя температуру исследуемой жидкости, находят два таких значения температуры с разностью не более 2 °С, при одном из которых происходит воспламене­ние, а при другом — отказ.

Для веществ, пары которых не воспламеняются от искрового источника зажигания, проводят испытания со спиральным источником зажигания. Питание к спираль­ному источнику зажигания подают с таким расчетом, чтобы спираль накалялась до 1000—1050 °С за время не более 4 с.


За температурный предел распространения пламени принимают среднее арифметическое не менее трех пар определений на воспламенение и отказ, полученных на трех образцах вещества.

Если при проведении опыта атмосферное давление отличается от 101,3 кПа, то полученное в эксперименте значение температурного предела приводят к темпера­туре при нормальном атмосферном давлении по фор­муле:

< =-------------------------- -Сд. (2.13)

_2_

101,3

где ^ися — температура испытания, °С; ро — атмосфер­ное давление при cn кПа; В, Сд — константы уравне­ния Антуана для исследуемой жидкости.

Для жидкостей с неизвестными константами В и С А вуравнении Антуана значение температуры с поправкой на атмосферное давление рассчитывают по формуле

), (2.14)

в которой 9-10~4 — размерный коэффициент, кПа~'.

Температура самонагревания.Для определения тем­пературы самонагревания устанавливают минимально возможную температуру, при которой в веществе воз­никают практически различимые экзотермические про­цессы окисления и разложения.

Эксперименты проводят одновременно в четырех воздушных термостатах вместимостью по 4 дм3, снаб­женных регуляторами температуры. Исследуемое ве­щество предварительно измельчают до частиц размером не более 5 мм. Для испытания готовят 24 образца мас­сой не менее 10 г каждый. Образцы взвешивают и по­мещают в воздушные термостаты, отрегулированные на температуры 60, 80, 100 и 120 °С. До начала испы­таний определяют калориметрическим способом началь­ную теплоту сгорания Q\. Испытания проводят в течение 6 мес. Через каждый месяц из шкафов вынимают по одному бюксу, определяют массу образца (G2) и его теплоту сгорания. По результатам определения теплоты сгорания вещества до и после нагрева составляют неравенство:

-Ј-1,03, (2.15)


где Qi и Q2 — теплоты сгорания вещества соответствен­но до и после нагрева, Дж-г""'; 1,03 — коэффициент, учитывающий погрешность измерений.

Если неравенство (2.15) выполняется для образца из какого-либо шкафа, то это значит, что при установ­ленной в данном шкафу температуре нагрева вещества создается возможность проявления в нем экзотерми­ческого процесса. В этом случае для уточнения выяв­ленной температуры шкаф с более высоким темпера­турным режимом 120 °С переводят на режим 40 °С, а в остальных шкафах нагрев вещества продолжают при прежнем температурном режиме.

При получении такого же результата в следующем месяце поступают аналогичным образом, повышая тем­пературу до 160 °С в шкафу с первоначальным темпе­ратурным режимом 80 °С и т. д. Во всех случаях, когда шкафы устанавливают на новый температурный режим, образцы вещества в них заменяют новыми отобранными из той же партии вещества, что и первоначальные 24 образца.

За температуру самонагревания исследуемого ве­щества принимают наиболее низкую температуру в су­шильном шкафу, при которой обнаруживаются условия выполнения неравенства (2.15). При температуре на 20 °С ниже установленной температуры самонагревания неравенство (2.15) не должно выполняться при нагре­вании в течение 6 мес.

Температура тления. Для определения температуры тления нагревают образец вещества с обдувом его воз­духом и визуально оценивают результаты испытания. Варьируя температуру, находят минимальную темпера­туру реакционной зоны сосуда, при которой происходит тление вещества.

Для определения температуры тления используют установку ОТП (см. рис. 2.7). Помещают рабочие спаи термопар в фиксированные точки рабочей камеры, включают нагрев электропечи. При первом испытании температура в рабочей камере должна быть равна температуре разложения исследуемого вещества или 300 ±5 °С. После установления в рабочей камере ста­ционарного температурного режима, определяемого по постоянству показаний двух термопар, держатель из­влекают из рабочей камеры, в контейнере помещают образец и возвращают держатель в исходное положе-


ние. Газовую горелку при этом используют в качестве магистрали для подвода воздуха, который подают в горелку от насоса. Горелку опускают внутрь рабочей камеры на расстояние 10±2 мм от поверхности образ­ца. Наблюдают за образцом при помощи зеркала.

Если обнаружено тление, то регистрируют тление при температуре испытания, и следующее испытание с новым образцом проводят при более низкой темпера­туре (например, на 50 °С ниже). Если в течение 20 мин образец не тлеет, то считают, что при температуре испытания получен отказ. Следующее испытание с но­вым образцом проводят при более высокой температуре (например, на 50 °С выше). Изменяя температуру в рабочей камере, определяют такую наименьшую темпе­ратуру, при которой наблюдается тление образца при двукратном повторении испытаний, а при температуре на 10 °С ниже наблюдаются два отказа.

За температуру тления принимают среднее арифме­тическое двух ближайших температур, различающихся не более чем на 10 °С, при одной из которых наблюдает­ся тление двух образцов, а при другой — два отказа.

Температурные условия теплового самовозгорания. Условия теплового самовозгорания — это эксперимен­тально выявленная зависимость между температурой окружающей среды, массой вещества и временем до момента его самовозгорания.

Испытания проводят в воздушном термостате вмести­мостью рабочей камеры не менее 40 дм3 с терморегуля­тором, позволяющим поддерживать постоянную темпе­ратуру от 60 до 250 °С. Образцы помещают в корзиноч­ки кубической формы размерами 35X35X35, 50Х50Х Х50, 70X70X70, 100ХЮ0Х100, 140ХН0ХН0 и 200X200X200 мм (по десяти штук каждого размера). К корзиночкам крепят по три термопары с таким рас­четом, чтобы рабочий конец одной термопары находился внутри корзиночки в ее центре, второй — соприкасался с внешней ее стороной, а рабочий конец третьей на­ходился в 30 ±1 мм от внешней стенки корзиночки на высоте ее центра (рис. 2.13). Образцы должны иметь средние показатели свойств исследуемого вещества (материала).

При испытании листового материала его нарезают квадратиками, имеющими размеры корзиночки, и на­бирают в стопку, соответствующую высоте корзиночки.



3 2



Рис. 2.13. Схема расположения термопар в образце при исследовании условий самовозгорания:

1,2,3 — рабочие спаи термопар

В образцах из монолитных материалов предварительно высверливают до центра отверстие диаметром 7,0 ± ±0,5 мм для термопары. Волокнистые и сыпучие ма­териалы укладывают в корзиночку с плотностью, со­ответствующей реальной плотности, с которой материал применяют на практике. Корзиночку закрывают крыш­кой с отверстием для термопары.

Первое испытание проводят при температуре рабочей зоны термостата 200 ±5 °С или на 80 ±20 °С ниже тем­пературы самовоспламенения исследуемого вещества, если она известна. В центр термостата подвешивают корзиночку размером 35X35X35 мм с исследуемым веществом. Свободные концы термопары пропускают через верхнее отверстие термостата и подсоединяют к потенциометру. Скорость движения диаграммной лен­ты потенциометра устанавливают 20 мм-ч~~'. Для наблюдения за. изменением температуры в центре образ­ца используют потенциометр.

Самовозгорание образца проявляется или в резком повышении температуры в его центре (до 450±50 °С) или в плавном повышении температуры до величины, превышающей значение температуры самовоспламене­ния вещества.

Отмечают время от момента выравнивания темпера-


тур образца и термостата до момента резкого повы­шения температуры в образце или (при плавном росте температуры) до момента достижения температуры самовоспламенения образца. После того, как процесс самовозгорания закончится (температура в центре об­разца снизится до первоначальной), термостат выклю­чают и извлекают корзиночку с веществом.

Если при заданной температуре термостата само­возгорание не происходит в течение времени, указан­ного в табл. 2.5, то испытание с новым образцом вещест­ва проводят при более высокой температуре (например, на 20 °С выше); если самовозгорание произошло, то испытание повторяют при более низкой температуре (например, на 20 °С ниже).

В процессе испытаний определяют такую минималь­ную температуру, при которой образец самовозгорает­ся, а при температуре на 5 °С ниже минимальной само­возгорание не происходит. Аналогичные испытания про­водят с образцами в корзиночках других размеров.

На основании полученных результатов испытания строят графики зависимости логарифма температуры самовозгорания от логарифма характерного размера корзиночки и логарифма времени до самовозгорания (рис. 2.14).

Удельную наружную поверхность материала S рас­считывают по формуле (в м~')

S=.F/Vr=6a7a3=6/a) (2.16)

где F — полная наружная поверхность образца, м2; V — объем образца, м3; а — линейный размер образ­ца, м.

Таблица 2.5. Взаимосвязь времени, необходимого для испытания образцов различных размеров на самовозгорание, и размеров корзиночек


Размер корзиночки, им


Максимальное время, необходимое для


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 482. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.024 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7