RU2769498C1 - Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям - Google Patents
Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769498C1 RU2769498C1 RU2021122981A RU2021122981A RU2769498C1 RU 2769498 C1 RU2769498 C1 RU 2769498C1 RU 2021122981 A RU2021122981 A RU 2021122981A RU 2021122981 A RU2021122981 A RU 2021122981A RU 2769498 C1 RU2769498 C1 RU 2769498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- flame propagation
- burette
- various
- concentration limits
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 102220522566 EZH inhibitory protein_F42D_mutation Human genes 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D5/00—Safety arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/14—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force of explosions; for measuring the energy of projectiles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels; Explosives
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к лабораторному оборудованию, используемому при изучении курсов теории взрывчатых веществ, действия взрыва, экспериментальных методов анализа свойств взрывоопасных веществ, в частности концентрационных пределов распространения пламени по газовоздушным смесям. Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям в различных пропорциональных соотношениях содержит последовательно соединенные герметичные емкости с испытуемыми газами, бюретку для создания газовой смеси различных составов в различных пропорциональных соотношениях, бюретку для создания газовоздушной смеси, резиновую камеру для смешения газов, поступающих из бюретки, взрывную камеру с отверстием для сбрасывания избытка давления, встроенные во взрывную камеру электроды как источник электрического импульса, который подается при замыкания электрической цепи ключом. Герметичные емкости с испытуемыми газами представляют собой газовые баллоны или резиновые камеры. Изобретение позволяет наблюдать и анализировать, при каком соотношении газового состава к окислителю возможно образование взрыва, определять концентрационные пределы распространения пламени для различных газовоздушных смесей, изучать, как изменение газового состава влияет на концентрационные пределы распространения пламени по смеси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к лабораторному оборудованию, используемому при изучении курсов теории взрывчатых веществ, действия взрыва, экспериментальных методов анализа свойств взрывоопасных веществ, в частности концентрационных пределов распространения пламени по газовоздушным смесям.
Известны учебные лабораторные установки для исследования взрывных процессов с применением твердых и жидких взрывчатых веществ. Учебная лабораторная установка для исследования взрывных процессов содержит взрывную камеру, размещенный в ней штатив для установки или подвешивания заряда взрывчатого вещества, заряд взрывчатого вещества, источник электрического импульса, размещенный вне камеры, электрический кабель, соединяющий источник с зарядом. Заряд выполнен из жидкого взрывчатого вещества, представляющего смесь жидких окислителя и горючего, залит в металлическую или неметаллическую оболочку, снабжен искровым разрядником или взрывающимся проводником, погруженным в жидкое взрывчатое вещество. Разрядник соединен высоковольтным электрическим кабелем с источником электрического импульса (см. патент RU 2373489 C1, 20.11.2009, F42D 5/00, Бюл. №32).
Наиболее близким техническим решением является учебная лабораторная установка для исследования и демонстрации взрывных процессов (см. патент RU 141754 U1, 10.06.2014, F42D 5/00, Бюл. №16), состоящая из вытяжного шкафа с защитной шторкой и окном, в котором установлен лабораторный штатив, с закрепленной алюминиевой пластиной-свидетелем, в углублении которой помещен заряд инициирующего взрывчатого вещества (ИВВ) массой 10-20 мг, воспламенение которого производят с помощью отрезка медленногорящего пиротехнического шнура, зажигаемого нихромовой спиралью, питаемой от лабораторного автотрансформатора через систему блокировки, которая разрывает цепь питания спирали при открытой защитной шторке. Лабораторная установка дополняется некоторым вспомогательным оборудованием: микроскопом, для оценки формы и размеров кристаллов ИВВ; аналитическими весами, для взятия навесок и оценки гравиметрической плотности ИВВ. Данное оборудование устанавливается на отдельных столах и комплектуется защитными устройствами и экранами.
Недостатком рассмотренных технических решений является отсутствие возможности исследовать взрывоопасные свойства газовых составов.
В производстве, особенно на нефтехимической и газовой промышленности в большом количестве используются приборы, аппараты, технологические процессы, содержащие вещества, способные при определенных условиях образовывать взрывоопасную газовоздушную среду, характеризующуюся концентрационными пределами распространения пламени. Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени - минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в окислительной среде (выражаемое в % объема или в г/м3), при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Таким образом, взрыв или возгорание газообразных или смешанных горючих химических веществ наступает при определенном содержании этих веществ в воздухе, это может привести к разрушению и повреждению зданий, сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов. При взрыве газовоздушной или паровоздушной смеси образуется воздушная ударная волна, способная оказывать разрушающее действие на ближайшие объекты и приводить к травматизму или летальному исходу производственный персонал.
Поэтому, поскольку объекты нефтегазовой отрасли несут потенциальную взрывопожарную опасность, необходимо уделять особое внимание проблемам защищенности таких объектов от образования взрывов.
Поэтому для усиления контроля на производстве за образованием выше описанных явлений, необходимо понимание работниками взрывоопасных объектов причин и способов образования взрывоопасных смесей, которые можно изучать на предлагаемом лабораторном стенде.
Задачей изобретения является создание учебного лабораторного стенда, с помощью которого можно наблюдать и анализировать при каком соотношении газового состава к окислителю возможно образование взрыва, определять концентрационные пределы распространения пламени для различных газовоздушных смесей, изучать, как изменение газового состава влияет на концентрационные пределы распространения пламени по смеси.
Поставленная задача решается тем, что учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям, содержит последовательно соединенные герметичные емкости с испытуемыми газами, бюретку для создания газовой смеси различных составов в различных пропорциональных соотношениях, резиновую камеру для смешения газов, поступающих из бюретки, бюретку для создания газовоздушной смеси, взрывную камеру с отверстием для сбрасывания избыточного давления во фронте воздушной ударной волны при срабатывании пружинного или другого предохранительного клапана или пробки резиновой, электроды, встроенные во взрывную камеру как источник электрического импульса, подаваемого при замыкании электрической цепи ключом, аспираторы с водой для вытеснения газа или воздуха из бюретки и взрывной камеры, краны для подачи и прекращения подачи газа и воздуха, газовые баллоны или другие герметичные устройства, способные содержать и вытеснять при необходимости испытуемые газы, например, резиновые камеры.
Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям в различных пропорциональных соотношениях содержит (см. чертеж) бюретку 1 для возможности создания газовой смеси различных составов в различных пропорциональных соотношениях, бюретку 2 для создания газовоздушной смеси, резиновую камеру 3 для смешения газов, поступающих из бюретки 1, взрывную камеру 4 с отверстием 31 для сбрасывания избытка давления, встроенные во взрывную камеру 4 электроды 5, как источник электрического импульса, который подается при замыкания электрической цепи ключом 6, аспираторы 7, 8, 9 с водой (жидкостью) для вытеснения газа или воздуха из бюретки и взрывной камеры, соединительные шланги 10, 11, 12, газоперекачивающие трубочки 13, 14, 15, трубочки 16, 17, 18 для закачки и вытеснения воздуха, краны 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 для подачи и прекращения подачи газа, краны 26, 27, 28 для подачи и прекращения подачи воздуха, пружинный или другой предохранительный клапан 29, или резиновая пробка, которая при взрыве будет вылетать, выдавливаемая взрывной волной, сохраняя при этом целостность взрывной трубки 4, которую рекомендуется отгородить защитным экраном, закрепленным на стенд, или другим способом для обеспечения безопасности при проведении лабораторного эксперимента, газовые баллоны 30 или другие герметичные устройства, способные содержать и вытеснять при необходимости испытуемые газы, например, резиновые камеры.
Лабораторный стенд работает следующим образом. Выкачивается воздух из бюретки 1 путем наполнения ее водой при поднятии аспиратора 7, закрывается кран 26, в бюретке образуется вакуум. Открывается кран 22 и 19, первый испытуемый газ под давлением подается в бюретку 1 в таком количестве, чтобы при закачке последующих 2-х и более газов образовывалась 100%-ная газовая смесь (например, 25 мл = 25%). Открывается кран 23 и закаченный в бюретку 1 первый испытуемый газ вытесняется водой в резиновую камеру 3 путем поднятия аспиратора 7. Аналогичным образом закачиваются в резиновую камеру 2-ой и 3-ий испытуемые газы в соответствующих количествах, например, второй испытуемый газ 25 мл = 25%, и третий испытуемый газ 50 мл = 50%, что позволит получить 100%-ную газовую смесь. Далее создается газовоздушная смесь во 2 бюретке, предварительно освобожденной от имеющегося там воздуха, путем закачивания в нее воды из аспиратора 8, выполненных в виде сообщающихся сосудов, выдавливанием из резиновой камеры некоторого количества (например, между расчетным нижним и верхним концентрационным пределом распространения пламени) образованной ранее газовой смеси путем нажатия на нее, с последующим закрытием крана 24. В качестве окислителя в данном процессе выступает кислород воздуха, закачиваемый из трубочки 17 в бюретку 2, вследствие открывания крана 27, который закрывается при достижении необходимой для испытания концентрации газа в окислительной среде. Следующим этапом исследования является создание электрического импульса в образованной нами газовоздушной среде. Для этого газовоздушная смесь перекачивается из бюретки 2, путем вытеснения ее водой из аспиратора 8 во взрывную камеру, предварительно заполненную водой из аспиратора 9 и оснащенную встроенными электродами 5, которые вызывают искру при замыкании электрической цепи ключом 6. При содержании взрывоопасной газовой смеси в окислительной среде в пределах между нижним и верхним концентрационным пределом распространения пламени, во взрывной камере будет происходить взрыв в момент замыкания электрической цепи ключом 6, и избыток давления будет выходить через имеющееся во взрывной камере отверстие 31 для сбрасывания избытка давления.
Claims (2)
1. Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям, содержащий последовательно соединенные герметичные емкости с испытуемыми газами, бюретку для создания газовой смеси различных составов в различных пропорциональных соотношениях, резиновую камеру для смешения газов, бюретку для создания газовоздушной смеси, взрывную камеру с отверстием для сбрасывания избыточного давления и с предохранительным клапаном или пробкой резиновой, при этом во взрывную камеру встроены электроды как источник электрического импульса, подаваемого при замыкании электрической цепи.
2. Учебный лабораторный стенд по п. 1, отличающийся тем, что герметичные емкости с испытуемыми газами представляют собой газовые баллоны или резиновые камеры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122981A RU2769498C1 (ru) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122981A RU2769498C1 (ru) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2769498C1 true RU2769498C1 (ru) | 2022-04-01 |
Family
ID=81076221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021122981A RU2769498C1 (ru) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2769498C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08271458A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Idemitsu Eng Co Ltd | 引火点測定装置 |
| RU2116093C1 (ru) * | 1995-12-05 | 1998-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД РФ | Устройство по определению предела горения материалов по скорости потока для условий невесомости |
| RU2318559C2 (ru) * | 2006-04-17 | 2008-03-10 | Федеральное государственное учреждение Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России (ФГУ ВНИИПО МЧС России) | Способ определения нижнего предела горения материалов по скорости потока для условий невесомости и устройство для его реализации |
| RU2702422C1 (ru) * | 2018-05-11 | 2019-10-08 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) | Устройство для определения концентрационных пределов распространения пламени по газовым смесям в условиях, соответствующих невесомости |
-
2021
- 2021-07-29 RU RU2021122981A patent/RU2769498C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08271458A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Idemitsu Eng Co Ltd | 引火点測定装置 |
| RU2116093C1 (ru) * | 1995-12-05 | 1998-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД РФ | Устройство по определению предела горения материалов по скорости потока для условий невесомости |
| RU2318559C2 (ru) * | 2006-04-17 | 2008-03-10 | Федеральное государственное учреждение Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России (ФГУ ВНИИПО МЧС России) | Способ определения нижнего предела горения материалов по скорости потока для условий невесомости и устройство для его реализации |
| RU2702422C1 (ru) * | 2018-05-11 | 2019-10-08 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) | Устройство для определения концентрационных пределов распространения пламени по газовым смесям в условиях, соответствующих невесомости |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| BAIKOV A. V. Installation for the study of concentration limits of flame propagation of gas mixtures at elevated pressure, Izvestia TPI, Volume 275, 1976, pp. 106-108. * |
| GERISH V.A. Concentration Limits of Flame Propagation in Vapor-Air Mixtures at Constant Volume, Journal of Advances in Chemistry and Chemical Technology. 2010, pp.26-29. * |
| БАЙКОВ А. В. Установка для исследования концентрационных пределов распространения пламени газовых смесей при повышенном давлении, Известия ТПИ,Том 275, 1976, с.106-108. ГЕРИШ В.А. Концентрационные пределы распространения пламени в паровоздушных смесях при постоянном объеме, Журнал Успехи в химии и химической технологии. 2010, с.26-29. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mittal | Explosion pressure measurement of methane-air mixtures in different sizes of confinement | |
| RU123104U1 (ru) | Стенд для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений | |
| Liu et al. | Coal dust/air explosions in a large-scale tube | |
| CN105928978A (zh) | 一种狭长受限空间可燃气体燃爆测试装置 | |
| Prodan et al. | Correlation of explosion parameters and explosion-type events for preventing environmental pollution | |
| RU2526601C1 (ru) | Стенд для испытаний взрывозащитных мембран | |
| RU2458213C1 (ru) | Устройство для защиты зданий и сооружений с помощью разрушающихся элементов конструкций | |
| Dastidar et al. | Determination of minimum inerting concentrations for combustible dusts in a laboratory-scale chamber | |
| CN212568571U (zh) | 一种研究可燃气体爆燃泄放的实验装置 | |
| RU2769498C1 (ru) | Учебный лабораторный стенд для экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по различным газовоздушным смесям | |
| Mueschke et al. | Measurement of gas detonation blast loads in semiconfined geometry | |
| Zhang et al. | Experimental study on gas explosion and venting process in interconnected vessels | |
| RU2602544C1 (ru) | Стенд кочетова для испытаний разрушающихся элементов конструкций зданий и сооружений | |
| RU2515013C1 (ru) | Стенд для испытаний взрывозащитных конструкций зданий и сооружений | |
| RU2570912C2 (ru) | Способ определения необходимого количества горючей жидкости при испытаниях взрывозащитных мембран | |
| RU2571773C2 (ru) | Устройство для испытаний защиты зданий и сооружений от взрывов | |
| CN103616250B (zh) | 工业建筑结构与部件防爆、泄压与抑爆性能评价装置及方法 | |
| Hartmann et al. | Venting dust explosions | |
| RU2519619C1 (ru) | Установка для исследования взрывозащитных мембран | |
| CN104020272B (zh) | 控制矿井可爆混合气体比例的爆炸模拟试验装置 | |
| RU2702422C1 (ru) | Устройство для определения концентрационных пределов распространения пламени по газовым смесям в условиях, соответствующих невесомости | |
| RU2459050C1 (ru) | Способ подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов | |
| Jones et al. | Effect of high pressures on the flammability of natural gas-air-nitrogen mixtures | |
| CN101776529A (zh) | 小型传爆试验装置 | |
| RU2517331C1 (ru) | Устройство для защиты зданий и сооружений с помощью разрушающихся элементов конструкций |