ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.08.2024
Просмотров: 58
Скачиваний: 0
Применение взрывозащищенного электрооборудования, предназначенного для работы в средах взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом, и электрооборудования общего назначения с соответствующей степенью защиты оболочки допускается при условии, если температура поверхности электрооборудования, на которую могут осесть горючие пыли или волокна (при работе электрооборудования с номинальной нагрузкой и без наслоения пыли), будет не менее чем на 50°С ниже температуры тления пыли для тлеющих пылей или не более двух третей температуры самовоспламенения для нетлеющих пылей.
Выбор электрооборудования для работы во взрывоопасных зонах производиться по табл. 7–8.
Таблица 7 Допустимый уровень взрывозащиты электрических машин (стационарных
и передвижных) в зависимости от класса взрывоопасной зоны
Класс |
Уровень взрывозащиты |
|
взрывоопасной зоны |
||
|
||
В-I |
Взрывобезопасный |
|
В-Iа, В-Iг |
Повышенной надежности против взрыва |
|
В-Iб |
Без средств взрывозащиты. Искрящие части машины (на- |
|
|
пример, контактные кольца) должны быть заключены в |
|
|
оболочку |
|
В-II |
Взрывобезопасный |
|
В-IIа |
Без средств взрывозащиты. Искрящие части машины (на- |
|
|
пример, контактные кольца) должны быть заключены в |
|
|
оболочку |
Таблица 8 Допустимый уровень взрывозащиты стационарных электрических
светильников в зависимости от класса взрывоопасной зоны
Класс |
Уровень взрывозащиты или степень защиты светильника |
|
взрывоопасной зоны |
||
|
||
В-I |
Взрывобезопасный с учетом категории и группы взрыво- |
|
|
опасной смеси |
|
В-Iа, В-Iг |
Повышенной надежности против взрыва |
|
В-Iб |
Без средств взрывозащиты (степень защиты оболочки IP53) |
|
В-II |
Повышенной надежности против взрыва. Любой взрыво- |
|
|
защищенный |
|
В-IIа |
Стационарный (степень защиты оболочки IP53); перенос- |
|
|
ной (повышенной надежности против взрыва) |
При необходимости допускается обоснованная замена электрооборудования, указанного в таблицах, электрооборудованием с более высоким уровнем взрывозащиты и более высокой степенью защиты оболочки. Например, вместо электрооборудования уровня «Повышенная надежность против взрыва» может быть установ-
15
лено электрооборудование уровня «Взрывобезопасное» или «Особовзрывобезопасное».
В зонах, взрывоопасность которых определяется горючими жидкостями, имеющими температуру вспышки выше 61°С, может применяться любое взрывозащитное электрооборудование для любых категорий и группы с температурой нагрева поверхности, не превышающей температуру самовоспламенения данного вещества.
Для предупреждения взрыва необходимо исключать образование взрывоопасной среды и возникновение источника инициирования взрыва.
Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва обеспечивается: регламентацией огневых работ, ограничением нагрева оборудования ниже температуры самовоспламенения взрывоопасной смеси; применением неискрящихся материалов, средств защиты от атмосферного и статического электричества, блуждающих токов и т. д.; применением быстродействующих средств защитного отключения возможных источников инициирования взрыва; ограничением мощности электромагнитных и других излучений; устранением опасных тепловых проявлений химических реакций и механических воздействий, применением взрывозащищенного электрооборудования.
2.Экспериментальная часть
2.1.Устройство стенда ОТ17 для определения величины тушащего зазора
Стенд состоит из корпуса 1, толстостенного сосуда 4, рассчитанного на давление 10 МПа, системы зажигания горючей смеси, системы для продувания полостей сосудов, предохранительного щитка 3 (рис. 3).
Сосуд имеет две полости 4 и 5, каждая объемом 1 л. В перегородке 6, которая разделяет сосуд, установлена втулка 7 с коническим отверстием, имеющим длину 25 мм. В отверстии расположена коническая пробка 8 с резьбой на хвостовике 9. Хвостовик резьбой входит в гайку 10, которая снабжена диском 11 с нанесенными на его поверхность делениями 12. Выхлопной штуцер 13 имеет пластину 14 для закрепления разрывной мембраны 15. Под пластину 14 закладывают листок плотного, но непрочного материала, например кальку, – разрывную мембрану.
Обе полости 4 и 5 посредством клапана 15 соединены трубопроводом 17 с вентилятором 2. Полость 4 имеет два выступа, полость 5 – один 18, назначение их – увеличить поверхность испарения залитой взрывоопасной жидкости.
При заливке очередной порции взрывоопасной жидкости в камеры 4 и 5 необходимо приподнять щиток 3, при этом посредством стержня 19 и конечного выключателя 20 с целью безопасности обслуживания обесточивается система зажигания. Фрикционное торможение щитка в приподнятом положении обеспечивается фрикционными шайбами 21.
Открывание клапанов 16, продувание камер 4 и 5 производится вручную, т.е. нажатием на кнопку 22. При этом открываются клапаны в обе камеры и одновременно включается вентилятор 2 посредством микропереключателя.
16
17
Рис. 3. Устройство стенда для определения величины тушащего зазора
2.2. Принцип работы стенда
Определенное количество легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) для создания стехиометрической концентрации, например, ацетона, закапывают через отверстие штуцеров 13 в полость сосуда.
При этом жидкость попадает на верхний и нижний выступы 18, растекается по ним, в результате чего происходит интенсивное испарение. По истечении определенного периода времени, достаточного для испарения (2–5 мин), пары ацетона, смешиваясь с воздухом в полостях, заполняют весь объем стенда. Поворотом гайки 10 пробка 8 выводится на определенный размер, образуя концентрический зазор. Величину зазора определяют на диске 11 по делениям 12. Установление зазора производится поворотом диска 11 только в одну сторону, при этом выбирается люфт в резьбе.
На панели 1 (рис. 4) расположены элементы управления.
Рис. 4. Расположение элементов управления на панели стенда
Включение питания осуществляется кнопкой 2, а отключение – кнопкой 3; включение зажигания в первой камере – кнопкой 4, а во второй – кнопкой 5. Продувка камер осуществляется нажатием кнопки 6. Продолжительность продувки равна длительности нажатия. При нажатии одной из кнопок (4 или 5) происходит воспламенение взрывоопасной смеси (взрыв) в соответствующей камере. Если кольцевой зазор превышает БЭМЗ, то происходит передача пламени в другую камеру и воспламенение в ней взрывоопасной смеси. При зазоре меньшем или равном БЭМЗ взрыв не передается. Контроль процесса воспламенения взрывоопасной смеси осуществляется по разрывной мембране.
18
2.3. Порядок проведения исследований
Для проведения исследования процесса тушения пламени в зазоре необходимо: подготовить к работе стенд, изучив его устройство, принцип действия и управления; составить по заданию преподавателя испытуемую смесь; рассчитать стехиометрическую концентрацию выбранной взрывоопасной смеси и величину тушащего зазора; изучить порядок выполнения исследования и строго его придерживаться при проведении опытов; после завершения опытов отключить установку и убрать рабочее место.
1. Рассчитать стехиометрическую концентрацию взрывоопасной смеси и величину тушащего зазора.
Стехиометрическая концентрация Сm, %, исследуемой взрывоопасной смеси определяется по формуле
Cm |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
(2) |
|
mr mO2 |
|
||||
|
|
mN2 |
|
||
где mr, mO2 ,mN2 – стехиометрические коэффициенты соответственно горючего, ки-
слорода, азота, находят из уравнения окисления (горения). Уравнение окисления, например для ацетона, имеет вид
С3Н6О + 4О2 + 14,8N2= 3СО2 + 3Н2О + 14,8N2. |
(3) |
||||
Сумма по стехиометрическим коэффициентам равна |
|
||||
1+4+14,8 = 19,8. |
|
||||
Тогда стехиометрическая концентрация составит |
|
||||
|
100 |
|
100 |
5%. |
|
1 4 14,8 |
|
|
|||
19,8 |
|
|
|||
Объем V, мл, горючей смеси, необходимой для получения стехиометрической |
|||||
смеси в сосуде-стенде, определяется из выражения |
|
||||
|
V = Сm М 10 Vn /(Vt ж), |
(4) |
|||
где М – молекулярная масса (для ацетона М = 58,08); Vn – объем полости, л (для ОТ17 – 1 л); ж – удельная плотность, г/л (для ацетона ж = 790,8); Vt – объем грамммолекулы, л (принять Vt = 24,05 л).
Расчетную величину тушащего зазора , мм, определяют по формуле |
|
|||
= 103 Р /(V С |
р |
), |
(5) |
|
е о |
н |
о |
|
|
где Ре = 65 – безразмерный критерий Пекле; |
о |
– теплоемкость исходной смеси, |
||
Дж/(м ч град) (для смеси ацетона с воздухом 20,7); Vн – нормальная скорость распространения пламени, м/ч (4200); Ср – удельная теплоемкость исходной смеси, Дж/(кг град) (для смеси ацетона с воздухом – 0,25); о – плотность исходной смеси,
19
кг/м3 (для смеси ацетона с воздухом – 1360).
2.Откинуть прозрачный предохранительный щиток 3 стенда. Залить в камеры сгорания 4 и 5 через штуцеры 13 рассчитанное количество ЛВЖ. Установить над выходными отверстиями штуцеров 13 под пружинящими пластинами 14 листки плотной бумаги (разрывную мембрану). Поворотом гайки 10 в правую сторону установить лимбом против индекса расчетное значение зазора в коническом отверстии между двумя камерами сгорания 4 и 5. Возвратить в исходное положение предохранительный щиток 3 и выждать время (2–5 мин) для равномерного диффузного заполнения камер испарения ЛВЖ. Включить кнопкой 2 (рис. 4) общее питание электрической цепи стенда и произвести взрыв в камере сгорания стенда. Нажатием кнопки 4 (рис. 4) замыкается цепь зажигания в камере 4 (рис. 3). Взрыв в камерах определяется по звуковому эффекту (контрольная мембрана из бумаги разрывается).
3.При передаче взрыва в камеру 5 необходимо уменьшить величину установленного по расчету зазора и повторить опыт. После каждого взрыва произвести вентиляцию камер в течение 15–20 с нажатием кнопки 6. При отсутствии передачи взрыва во вторую камеру произвести в ней воспламенение испытуемой смеси (контрольный взрыв) нажатием кнопки 5. При наличии взрыва в камере 5 расчетный зазор (БЭМЗ) подтверждается экспериментально. Если при подаче напряжения на свечу зажигания смесь во второй полости не воспламенится, опыт считается неудачным, и его результат не учитывается. Экспериментальные исследования проводятся до определения величины БЭМЗ.
Результаты расчетов и замеров заносят в табл. 9.
Таблица 9
Результаты расчетного и экспериментального исследования взрывоопасной смеси
|
Расчетный |
Расчетная |
|
Число про- |
Экспери- |
Катего- |
|
Число |
скоков пла- |
менталь- |
|||
№ |
объем сте- |
величина |
взрывов в |
мени из по- |
ная вели- |
рия |
опыта |
хиометриче- |
тушащего |
полости |
лости Ι в по- |
чина ту- |
взрыво- |
|
ской смеси, |
зазора, |
камеры Ι |
лость каме- |
шащего |
опасной |
|
мл |
мм |
|
ры ΙΙ |
зазора, мм |
смеси |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. При разрыве мембраны в обеих камерах (полостях) в 4 и 5 графах таблицы ставится знак "+". Если же во второй полости мембрана не разрушилась, то в графе 5 ставится знак "-".
4.Отключить общее питание цепи зажигания стенда нажатием кнопки 3. Убрать рабочее место.
5.По величине безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ), через который не происходит передача взрыва во вторую камеру, устанавливают категорию и группу взрывоопасной смеси (табл. 2 и 3) и подбирают взрывозащищенное оборудование (записать пример маркировки).
20