SU972362A1 - Способ определени концентрационных пределов воспламенени - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ

1

H3o6peteHHe относитс  к технике взрывопожаробезопасности , а конкретно к способам определени  пределов воспламенени  гомогенных парогазовых горючих систем при различных начальных давлени х и температурах , и может быть использовано во 5 всех отрасл х народного хоз йства дл  разработки взрывопожаррбезопасных технологических процессов и оборудовани .

Пределы воспламенени   вл ютс  одним из важнейших показателей, характеризую- ,Q щих взрывопожароопасность горючих систем. Пределы воспламенени  завис т от параметров состо ни  вещества (состава горючей смеси, давлени , температуры) и от ускорени  силы т жести.

Известен способ определени  пределов is воспламенени  с использованием противоположных потоков, заключающийс  в следующем: на пористом цилиндре стабилизируетс  плам  исследуемой горючей смеси, причем вокруг цилиндра создаетс  однородное о течение либо воздуха (при исследовании богатых горючим смесей), либо очень богатых метан-воздушных смесей (при исследовании бедных горючим смесей). Стабилизированное плам  в этом случае  вл етс 

двойным. Его фотографируют и определ ют рассто ние между внешним диффузионным пламенем и внутренним, прилегающим к цилиндру, пламенем. За предел воспламенени  принимают то значение состава исследуемой смеси, при котором рассто ние между двум  пламенами сильно увеличиваетс  1 .

Класс веществ и набор параметров состо ни , дл  которых пригоден указанный способ, весьма узок из-за трудностей получени  стационарного пламени с двум  четко различными зонами, особенно при повышенных начальных давлени х и в сильнокопт щих пламенах. Необходимость визуальных наблюдений усложн ет проведение опытов.

Кроме того, получаемые данные недостоверны , поскольку горение идет в услови х, значительно отличающихс  от реальных, в частности исследуема  смесь нагреваетс  при прохождении через греющийс  излучением цилиндр.

Известен также способ определени  концентрационных пределов воспламенени , заключающийс  в приготовлении горючих смесей с разными концентраци ми нагревании и 11о,1.жи1« смесен э,1е1 три11ескн нагреваемь1м телсМ и регистрации характеристик зажигаи  . Ьс.-ш экспериментально определенна  величина нредельной температуры зажигани  оказываетс  выше некоторой посто нной дл  данной горючей смеси величины , то смесь считаетс  лежащей вне области н()сг1ламенени  2 и 3. Однако величина нредельной темиературы зажигани  сама  вл етс  функцией пара мегров состо ни  вещества, что делает резу„1ьтаты, получаемые известным способом , неточными и недостоверными. Кроме того, во многих случа х практически невозможно достаточно точно определить величину предельной температуры зажигани  из-за предпламенных реакций на .поверхности нагретого тела, сопровождающихс  осаждением сажи и/или испарением (возгонкой) материала нагретого тела. Цель изобретени  - повышение точности и достоверности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  концентрационных пределов воспламенени , заключающемус  в приготовлении горючих смесей с разными концентраци ми, нагревании и поджиге смесей электрически нагреваемым телом и регистрации характеристик зажигани , нагревание тела и регистрацию характеристик зажигани  производ т электротермографически нри фиксированной электрической мощности, затем провод т измерени  при увеличении электрической мощности и за концентрационный предел воспламенени  принимают то значение концентрации горючего газа в смеси, которое не зависит от изменени  электрической мощности. Нагревание тела и регистраци  характеристик зажигани  электротермографическим методом дает возможность отказатьс  от использовани  дополнительных датчиков дл  регистрации характеристик зажигани . Принципиальное отличие предлагаемого способа заключаетс  в том, что исследуют зависимости вре.мени задержки зажигани  и величины, характеризующей перегрев за счет экзотермических реакций, а не предельные тем |ературу и электрическую мощность зажигани . При определении предельных температур зажигани  (предельных электрических мощностей) врем  задержки зажигани  значительно увеличиваетс , что сказываетс  как на состо нии исходной смеси (при небольших размерах реакционного сосуда начинает сказыватьс  выгорание исходной смеси), так и на состо нии самой поверхности нагретого тела. В этом случае величина предельной температуры зажигани  может оказатьс  завис щей от размеров реакционного сосуда. На фиг. 1 изображена блок-схема установки дл  проведени  опытов но предлагаемому способу; на фиг. 2 - типичные электротермограммы при фиксированной электрической мощности, потребл емой проволочкой , в случае определени  нижнего концентрационного предела воспламенени  смесей пропан-воздух при нормальных услови х (по оси абсцисс - врем  в секундах, по оси ординат - выходное напр жение моста в вольтах). Электрически нагреваемое тело (проволочка ) 1 включено в одно из плеч моста посто нного тока и помещено в реакционный сосуд. В то же плечо включено низкоомное сопротивление 3, которое слабо зависит от температуры. Второе плечо моста содержит два высокоомных сопротивлени  4 и 5. Величины сопротивлений 4 и 5 подбирают таким образом, чтобы можно было пренебречь выдел емой на них мощностью. Источник стабилизированного напр жени  6 служит дл  питани  моста. Выходное напр жение моста регистрируетс  с помощью быстродействующего регистратора 7, например электронного осциллографа. Напр жение питани  моста измер етс  вольтметром 8. Пример. Провод т определение нижнего концентрационного предела воспламенени  пропан-воздушных смесей. Опыты провод т в реакционном сосуде диаметром 80 мм, объемом 1,2 л. В качестве нагреваемого тела ИСПОЛЬЗУЮТ предварительно окисленные (. .i%(:.;(.. (f 0.2 мм; 70 мм). iia );(. и ;:p;;:;,,ix.iib: электротермограммы дл  трех значений данного пара.метра (т.е. дл  трех составов смеси) при фиксированной электрической мощности. Р дом с электротермограммами приведены состав смеси, величины времени задержки t и высоты экзотермического скачка h, характеризующие перегрев проволочки. Величины h и 1з приведены в относительных единицах. Видно, что при содержании пропана 2 об.% происходит резкий скачок в зависимости tj и h от состава смеси. Напр жение питани  в этом случае равно 8,7 В. Дальнейшее увеличение напр жени  питани  (электрической мощности) не вли ет на место перегиба зависимостей t , и h от состава смеси, поэтому за нижний концентрационный предел воспламенени  прин та величина равна  2,0 об.% пропана. Апробацию предлагаемого метода провод т дл  р да других веществ при раз.личных параметрах состо ни . Величины пределов воспламенени , полученные предлагаемым способом, приведены в таблице вместе с наиболее достоверными литературными данными.

Нижний предел не определ етс :

Предельное давление пламени распада ацетилена, эта

Использование предлагаемого способа определени  пределов воспламенени  обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: повыщение точности и достоверности результатов за счет снижени  числа неконтролируемых параметров, вли ющих на определ емую величину предела; значительное снижение металлоемкости установок и трудоемкости проведени  опытов, особенно при повыщенных предельных температурах и давлени х , за счет уменьщени  габаритов реакционных сосудов и отказа от специальных датчиков и аппаратуры дл  регистрации факта зажигани  или распространени  пламени .

Claims (3)

1.I. Jamaoka and Н. Tsuji Seventh symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1979, p. 215-216.

2.РОЗЛОВСКИЙ A. И. Научные основы техники взрывопожаробезопасности при работе с горючими газами и парами. М., «Хими , 1972.

3.Патент Великобритании № 1369038, кл. G 1 N, 1974 (прототип).

h 5

h-6

h 5

3