Файл: Гармаза_Охрана труда.pdf

оборудование, предназначенное для работы в средах со взрывоопасными смесями газов и паров с воздухом, а в зонах класса В-IIа – электрооборудование общего назначения (без взрывозащиты), но имеющее соответствующую защиту оболочки от проникновения пыли.

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. 13.7, 13.8.

Таблица 13.7

Допустимый уровень взрывозащиты электрических машин (стационарных и передвижных) в зависимости от класса взрывоопасной зоны

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 установлено 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 групп с температурой нагрева поверхности, не превышающей температуру самовоспламенения данного вещества.

259

Таблица 13.8

Допустимый уровень взрывозащиты стационарных электрических светильников в зависимости от класса взрывоопасной зоны

Для предупреждения взрыва необходимо исключать образование взрывоопаснойсредыивозникновениеисточникаинициированиявзрыва.

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 ОТ 17 для определения величины тушащего зазора

Стенд состоит из корпуса 6, толстостенного сосуда 2, рассчитанного на давление 10 МПа, системы зажигания горючей смеси, системы для продуванияполостейсосудов, предохранительногощитка5 (рис. 13.3).

Сосуд имеет две полости 2 и 7, каждая объемом 1 л. В перегородке 8, которая разделяет сосуд, установлена втулка 10 с коническим отверстием, имеющим длину 25 мм. В отверстии расположена коническая пробка 9 с резьбой на хвостовике 13. Хвостовик резьбой входит в гайку 14, которая снабжена диском 15 с нанесенными на его поверхность делениями 11. Выхлопной штуцер 1 имеет пластину 12 для закрепления разрывной мембраны 19. Под пластину 12 закладывают

260

листок плотного, но непрочного материала, например кальку, – разрывную мембрану.

Обе полости 2 и 7 посредством клапана 4 соединены трубопроводом 17 с вентилятором 16. Полость 2 имеет два выступа 3, полость 7 – один, назначение их – увеличить поверхность испарения залитой взрывоопасной жидкости.

Рис. 13.3. Устройство стенда ОТ 17 для определения величины тушащего зазора: 1 – выхлопной штуцер; 2 – левая полость; 3 – выступ; 4 – клапан; 5 – щиток; 6 – корпус; 7 – правая полость; 8 – перегородка; 9 – коническая пробка;

10 – втулка; 11 – деления диска; 12 – пластина; 13 – хвостовик; 14 – гайка; 15 – диск; 16 – вентилятор; 17 – трубопровод; 18 – зажим; 19 – разрывная мембрана; 20 – стержень; 21 – конечный выключатель; 22 – кнопка

При заливке очередной порции взрывоопасной жидкости в камеры 2 и 7 необходимо приподнять щиток 5, при этом посредством стержня 20 и конечного выключателя 21 с целью безопасности обслуживания обесточивается система зажигания. Фрикционное торможение щитка в приподнятом положении обеспечивается фрикционными шайбами.

Открывание клапанов 4, продувание камер 2 и 7 производится вручную, нажатием на кнопку 22. При этом открываются клапаны в обе камеры и одновременно включается вентилятор 16 посредством микропереключателя.

261

2.2. Принцип работы стенда

Определенное количество легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) для создания стехиометрической концентрации, например, ацетона, закапывают через отверстие штуцеров 1 в полость сосуда.

При этом жидкость попадает на верхний и нижний выступы 3, 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 14 пробка 9 выводится на определенный размер, образуя концентрический зазор. Величину зазора определяют на диске 15 по делениям 11. Установление зазора производится поворотом диска 15 только в одну сторону, при этом выбирается люфт в резьбе.

На панели 1 (рис. 13.4) расположены элементы управления.

Рис. 13.4. Расположение элементов управления на панели стенда OT 17: 1 – панель стенда; 2 – кнопка включения питания;

3 – кнопка отключения питания; 4 – кнопка включения продувки камер; 5 – кнопка включения зажигания в камере I;

6 – кнопка включения питания в камере II

262

Включение питания осуществляется кнопкой 2, а отключение – кнопкой 3; включение зажигания в первой камере – кнопкой 5, а во второй – кнопкой 6. Продувка камер осуществляется нажатием кнопки 4. Продолжительность продувки равна длительности нажатия. При нажатии одной из кнопок (5 или 6) 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.

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

где mг, mO2 , mN2 – стехиометрические коэффициенты соответственно

горючего, кислорода, азота, находят из уравнения окисления (горения). Уравнение окисления, например для ацетона, имеет вид

Объем V, мл, горючей смеси, необходимой для получения стехиометрической смеси в сосуде-стенде, определяется из выражения

где М – молекулярная масса (для ацетона М = 58,08); Vп – объем полости, л (для ОТ 17 – 1 л); Vг-м – объем грамм-молекулы, л (принять Vг-м = 24,05 л); γж – удельная плотность, г/л (для ацетона γж = 790,8).

Расчетнуювеличинутушащегозазораδ, мм, определяютпоформуле

где Ре = 65 – безразмерный критерий Пекле; λ0 – теплоемкость исходной смеси, Дж/(м ч град) (для смеси ацетона с воздухом 20,7); vн – нормальная скорость распространения пламени, м/ч (4200); λуд – удельная теплоемкость исходной смеси, Дж/(кг град) (для смеси ацетона с воздухом – 0,25); ρ0 – плотность исходной смеси, кг/м3 (для смеси ацетона с воздухом – 1360).

2.Откинуть прозрачный предохранительный щиток 5 стенда (рис. 13.3). Залить в камеры сгорания (2 и 7) через штуцеры 1 рассчитанное количество ЛВЖ. Установить над выходными отверстиями штуцеров 1 под пружинящими пластинами 12 листки плотной бумаги (разрывную мембрану). Поворотом гайки 14 в правую сторону установить лимбом против индекса расчетное значение зазора в коническом отверстии между двумя камерами сгорания (2 и 7). Возвратить в исходное положение предохранительный щиток 5 и выждать время (2–5 мин) для равномерного диффузного заполнения камер испарения ЛВЖ. Включить кнопкой 2 (рис. 13.4) общее питание электрической цепи стенда и произвести взрыв в камере сгорания стенда. Нажатием кнопки 5 (рис. 13.4) замыкается цепь зажигания в камере 2 (рис. 13.3). Взрыв в камерах определяется по звуковому эффекту (контрольная мембрана из бумаги разрывается).

3.При передаче взрыва в камеру 7 необходимо уменьшить величину установленного по расчету зазора и повторить опыт. После каждого взрыва произвести вентиляцию камер в течение 15–20 с нажатием кнопки 4. При отсутствии передачи взрыва во вторую камеру произвести в ней воспламенение испытуемой смеси (контрольный взрыв) нажатием кнопки 6. При наличии взрыва в камере 7 расчетный зазор (БЭМЗ) подтверждается экспериментально. Если при подаче напряжения на свечу

264