Взрывоопасность

В период с 1958 по 1968 г. Джекобсон и Наги с со­трудниками провели серию стандартизованных экспериментов по определению взрывоопасности большого количества горючих пылевзвесей, часто используемых на-практике [295—297, 420— 423, 178, 179].

Кроме того, в этих экспериментах с помощью горелки Год- берта и Гринвальда [238, 239] определялась минимальная тем­пература зажигания движущегося облака пылевзвеси. Горелка размещалась вертикально в нижней части камеры и на нее сверху опускалось облако пылевзвеси, образованное продувкой навески порошка воздухом из объема с избыточным давлением 0,7 МПа. В серии последовательных экспериментов температура истекающего из горелки газа повышалась до тех пор, пока не происходило воспламенение частиц и у горелки не возникало светящееся пламя. На основании этих стандартизованных опы­тов определены два параметра, характеризующие протекание взрывных процессов в пылевзвесях. Одним из этих параметров является показатель взрывоопасности аэровзвеси, определяемый как произведение максимального давления, реализующегося в камере Хартмана, на максимальную скорость нарастания давле­ния в той же камере.

Рис. 1.27. Сопоставление значений Kst, измеренных в лабораторных установках и в крупноразмерной установке.

много раз опаснее взвеси питтсбургского угля в отношении как последствий взрыва, так и легкости инициирования взрыва. Ав­торами обсуждаемых здесь работ введено также понятие об ин­дексе взрываемости, представляющем собой произведение отно­сительной склонности к зажиганию на относительную степень взрывоопасности. Здесь необходимо указать, что для сравнения характеристик различных пылевзвесей все экспериментально ре­гистрируемые величины, входящие в определения безразмер­ных параметров показателя взрывоопасности и склон­ности к зажиганию, должны измеряться в одной и той же установке и одним и тем же способом.

Некоторые результаты определения минимальных энергий инициирования пы­левзвесей представлены в работе [189], а в работе которой ’временной задержкой, то результирующее значение {dP/dt)_Ka¥._c резко снижается, хотя максимальное давление в ка- Mept остается практически неизменным. Этот эффект объясняет­ся тем, что интенсивность турбулентности в камере после рас­пыления частиц исследуемого вещества падает с течением вре­мени, и поэтому при по'джигании смеси без запаздывания, когда еще велика интенсивность турбулентности, наблюдаются более быстрое распространение пламени, а следовательно, и более вы­сокая скорость нарастания давления.

[114] обсуждаются методы определения взрываемости пылевзве­сей. В 1978 г. Барткнехт [68] обобщил результаты иссле­дования горючих пылевзвесей в бомбе объемом 1 м³, а также в бомбах объемами 20 и 1 л (объем наименьшей из этих бомб близок к объему камеры Хартмана). Как теоретически показано Барткнехтом, Джекобсоном, Наги и др.,' а также в работах [114, 189], произведение dP/dt на корень кубический из объема камеры должно было бы оставаться постоянной величиной для данной пылевой системы независимо от объема камеры. Смысл этой постоянной величины практически тот же, что и в случае газовых взрывов в коротких трубах с малыми значениями L/D (см. выше). Барткнехт ввел для этой постоянной обозначение Kst. Им же экспериментально показано, что (рис. 1.27) в реаль­ных опытах значение Kst в больших камерах может превышать Kst для камер малого объема в 10 ... 15 раз, особенно если ве­личина (dP/dt)_KaKC в маленькой камере (в установке Хартмана) велика. Барткнехт также установил, что если пылевзвесь после ее распыления по объему камеры инициируется не сразу, а с не-

Барткнехт в результате своих исследований пришел к вы­воду, что в зависимости от параметра взрываемости Kst, изме­ренного в лабораторных условиях, пылевзвеси можно разделить на три класса взрывоопасности, причем к классу I относятся наименее, а к классу III — наиболее взрывоопасные пылевые си­стемы.

1.4.4.3.