SU1045099A1 - Способ определени склонности к тепловому самовозгоранию твердых дисперсных и волокнистых веществ и материалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к производ ству, использованию и хранению само возгорающихс  твердых дисперсных и волокнистых вещестз и материалов и может быть использовано в химимес кой, пищевой и других отрасл х промышленности . Известен метод исследовани  само возгорани  материалов, заключающийс  в том, что образцы материала в проволочных корзинках объемом 200 см или 600 см выдерживают в изотермической воздушной среде при различных значени х температуры среды , при этом определ ют минимальную температуру среды, при которой ЕЮЗНИ кает самовозгорание образца. Эту температуру вринимэют за параметр дл  оценки склонности материала ( ве«iecTB-a/ к самовозгоранию LM Метод прост 3 осуществлении, но результаты оценки приблизительны так как не учитываетс  а полной мере зависимость минимальной температуры среды при самовозгорании материала от объема образца. Кроме того, этот fieTOA сравнительно трудоемок. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ определени  склрнно ти к тепловому самовозгоранию, заключающийс  в выдержке образцов разно го объема и,одинаковой геометрическо itKJpMbi в изотермической воздушной среде при разных температурах, измерении температуры в центре образцов самонагревающегос  -материала 2 . Недостатками указанного способа  вл ютс  трудоемкость и длительность проводимых опытов ioT 6 до 192 ч), а также то, что найденные критические параметры не обладают строгой точностью и образцы при горении .выдел ют вредные газообразные продукты . Цель изобретени  - уменьшение трудоемоксти и длительности проведе НИИ ОПЫТОВ; повышение точности определени . Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу определени  склонности к тепловому самовозгорани твердых дисперсных и волокнистых веществ и материалов, заключающемус  в выдержке образцов одинаковой герметической формы разного объема к изотермической воздушной среде при разных значени х температуры и измерении температуры саморазогрева В центре образцов, один образец перед выдержкой нагревают в непрерывном режиме и фиксируют температуру среды, вызывающую его самовозгорание , затем выдерживают несколько образцов при нескольких температурах на меньших температуры среды, при которой самовозгорелс  первый образец, и -при этих температурах фиксируют максимальные температуры саморазогрева в центре каждого образца и врем  с момента прогрева центра образцов до температуры, равной температуре среды, до момента их максимального саморазогрева. Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом. Образец кубической формы, например с размером ребра 35 ммiразогревают со скоростью О, 5-2, 5 С/мин и фиксируют температуру среды, вызывающую его самовозгорание. Затем берут несколько образцов с размерами ребра от 35 до 100 мм и выдерживают при нескольких температурах, на 55бО С меньи их температуры среды при самовозгорании предварительно испы - танного образца, и при .этих температурах среды ( не вызывающих самовозгорание ) фиксируют максимальные температуры саморазогрева в центре образцов и врем  индукции - врем  с момента прогрева центра образцов до температуры, равной температуре среды, до момента их максимального саморазогрева (при температурах среды , больших 55-60 С возможно самовозгорание наибольшего образца в наборе , а при меньших температурах уменьшаетс  температурна  чувствительность наименьшего из образцов) Дл  каждой температуры среды по результатам максимальных температур устанавливают графические зависимости: температуры саморазогреба от объема образцов, времени индукции от объема образцов. Критический объем (т.е. минимальный объем, при котором возможно тепловое самовозгорание материала при данной температуре среды) определ ют на продолжении графика температуры саморазогрева точкой, соответствующей температуре тлени  этого материала, а период индукции дл  критического объема определ ют потрафику зависимости времени индукции от объема образцов и по полученным значени м критического 3 объема и периода индукции дл  разных температур среды устанавливают зависимости этих величин температуры среды. П р и м е р t . Образец размером Зб ЗЗхЗБ мм в проволочной корзиночке нагревают со скоростью 0,5 2,о С/мин в термической (или сушильном ) шкафу. При этом ленту потенциометра I. на термограмме) фиксируют температуру в центре образца и температуру среды (. или с помощью дифференциальной термопары разность темпе ратур). Нагревание образца ведут до его самовозгорани , которое на термо грамме отмечаетс  перегибом, т.е. резким увеличением скорости само разогрёва, переход щего в горение. Момент самовозгорани  соответствует определенной температуре соеды в термошкафу, котора  принимаетс  за основу дл  расчетов температур сред не вызывающих самовозгорани  образцов в основных опытах. Затем берут несколько образцов с размерами ребра от 35 до 100 мм (например, четыре образца с размерами ребра 35 мм, 50 мм, 70 мм, 100 мм) и выдерживают их при посто нной температуре среды в камере воздушного ермостата. Опыты провод т как одновременно со всеми образцами, так и по отдельности, в зависимости от емкости термостата. Температура среды в термостате должна быть такой, котора  заведомо не может вызвать самовозгорани  образцов. Эта температура беретсй на 55 меньше, чем температура среды при самовозгорании предварительно испытанного образца при переменной температуре среды. Это основано на сравнении экспериментальных значений критичес ких температур среды при самовозгорании образцов порошков р да матери алов (образцы 100-100100 мм при условии посто нства температуры сре ды, образцы 35- 3535 мм при скорости нагрева среды 0,5 2,0С/мин , представленных в таблице. Образцы выдерживают в термостате до момента фиксации на термограммах максимального саморазогрева централ ных точек образцов. В процессе выдержки температура в центре каждого образца сначала возрастает, а затем, достигнув максимума, уменьшаетс . 94 так как теплоотвод преобладает над тепловыделением. Посто нство температуры среды в термостате обеспечивает сравнимость результотов максимальных отклонений разностей. Максимальные отклонени  разностей температур при одинаковой Температуре среды наход тс  в зависимости от объема образцов. На фиг. 1 дл  примера схематично показан образец А и места.замера температур t и t . а также вид термограмм в результате одного опыта с четырьм  образцами разного объема А, 5, С,Б , причем А 7 В 7 С . Точки а, в, с,d на термограммах означают максимальный саморазогрев центральных точек образцов А, В, С,3). по сравнению с температурой среды в термостате , котора  посто нна в опыте-t, .-h ; t, t,, соответственно , температуры в этих точках. Врем ; с момента прогревани  каждого образца до t(- (т.е. до наступлени  равенства температур в центре образца и tf- ) и до момента наступлени  максимального саморазогрева в центре (точки а. в, с, d 1 фиксируют, соответственно , как Тд . ft D ( врем  индукции). На фиг. 2 показан вид графических зависимостей:максимальной температуры саморазогрева центральных точек образцов t от их объема V, времени индукции X от V. Полученные в результате одного опыта (при посто нной tc.y t:, tf, t, t, дл  образцов A, В, С,Л используют дл  построени  графика t-i i(v), а также дл  графика f (V) косвенно).Уд , V, V, V j, объемы образцов А. В, C,D , Vtc критический объем образца (минимальный при возможном самовозгорании) дл  данной температуры среды 1 , -Ц. температура тлени  испытуемого мате риала . На продолжении графика t f(v) нанос  значение температры тлени  t-, которую определ ют по известной методике и дл  материала одной физической структуры (дисперсности, объемного веса, влажности и т.д.) будет величиной посто нной . Температура тлени  - сама  низка  емпература материала (вещества, смеси), при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермичесих реакций, заканчивающиес  возникновением тлени . На графике (фиг. 2 температура тлени  -ц. изображена пр мой, параллельной оси V (t-p не зависит от объема материала). Точка пересечени  N кривой t f(v) при t const с пр мой ty определ ет значение критического объема дл  данной температуры среды tc. На графике (фиг. 2) точка пересечени  М кривой Т CV) с ординатой соответствующей iS определ ет значение Tjk т.е. периода индукции или времени до наступлени  самовозго рани  образца,имеющего критический объем при температуре среды ici Р Провод т четыре подобных опыта при разных температурах среды в термостате tc , tc , tc,, -104 ( температуры , не вызывающие самовозгорани  образцов). Дл  каждого из четырех опытов стро т графики, подобные изображени  на фиг. 2, из которых таким же образом определ ют значени  критических объемов . и соот ветствующие значени  периодов индукции Т tCH -г tc Т t Г . Кр ltp На фиг. 3 изображены графики -10 Ч-VKP) и Ткр ) . температура среды в термостате; критический объем образца дл  tc 9 кр - период индукции дл  v,p при соответствующей tci (tci , -tf-., , -tcii ) при проведении четырех опытов, Vjp «VKP критические объемы образцов испытуемого материала дл  температур среды td , -tc, , tcj. -be4 .K.. периоды индукции дл  соответствюущих критических объемов, при tc ica с-ь tc4 критический объем материала, который необходимо определить дл  некоторой заданной темпера окружающей среды-Ьсс; J tp период индукции дл  этого критичес °° °бъема при tc Графики (VKp} и Т; Ц CVicp; стро т по полученным значени м , V tcfj V tc V-tc4 и Vv/n- Чр «,,.г,Чхг,.„ ) ь.р , , .((р . .. , По этим графикам дл  данного материала легко определ ют критический объем V|,p , период индукции «р дл  некоторой .заданной температуры окружающей среды, например дл -BQC Примен   известные способы математической обработки кривых, их можно выразить и математически, т.е. так как это представлено в прототипе. Экономическа  эффекхивность изобретени  состоит в сокращении времени проведени  опытов, а также улучшени  условий труда.

Критическа  температура среды

Материал tc . С

образец

100- ТОО-100 мм

Красители: Дисперсный красно150 .6 коричневый

Лзопигмент  ркокраный 4ЖВ

Кислотный зеленый

Дисперсный фиолетовый kK

Нигрозин спирторастворимый

Кислотный фиолето . вый

Разность температур среды, С

образец 35-35-35 мм

200

ЗЬ5 15

0,5

51

26

Продолжение таблицы

9иЗ. 1

ici const

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКЛОННОСТИ· К ТЕПЛОВОМУ САМОВОЗГОРАНИЮ ТВЕРДЫХ ДИСПЕРСНЫХ И ВОЛОКНИСТЫХ ВЕЩЕСТВ

   И МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в выдержке образцов одинаковой геометрической

   Iформы разного объема в изотермической ’воздушной среде при разных .значениях температуры и измерении температуры (саморазогрева в центре образцов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и длительности эксперимента, повышения точности Определения, один образец перед выдержкой нагревают в непрерывном режиме и фиксируют температуру среды, вызывающую его самовозгорание, затем выдерживают несколько образцов при нескольких температурах, на 55“ 6О°С меньших температуры среды, при которой самовозгорелся первый образец и при этих температурах фиксируют § максимальные температуры саморазогре· ва в центре каждого образца и время с момента прогрева центра образцов до температуры, равной температуре среды, до момента их максимального саморазогрева.

   WSFrr'7iS ί 104