Способ определения показателей пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов
Изобретение относится к области пожаровзрывобезопасности, в частности к способам определения показателей пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов. Цель изобретения - повышение эксперессности определения и расширение количества определяемых пожаровзрывоопасных свойств-достигается воздействием тремя источниками зажигания, причем третий источник имеет размеры, равные размерам первого источника, и выполнен с внутренней полостью, объем которой выбирают в диапазоне от 0,5 до 6 характерных размеров самораспространяющегося ядра пламени. Измерение в одном цикле испытаний мощности тепловыделения, достаточной для зажигания каждым источником, позволяет определять расчетным путем показатели пожаровозрывоопасных свойств.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1617349
С 01 М 25/50
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 44j6494/25-25 (22) 24 ° 08.88 (46) 30. 12.90. Бюл. № 48 (75) В.Н.Веревкин, В.Н,Сашин и В.М.Уткин (53) 614.841.41 (088.8) (56) Монахов В.Т. Методы исследования пожарной опасности веществ. М.:
Химия, 1979, с„ 56.
Авторское свидетельство СССР
¹ 949456, кл. 0 01 N 25/50, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ПОЖАРОВЗРЬВООПАСНЫХ СВОЙСТВ ВЕ1 ЕСТВ
И МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области пожаровзрывобезопасности, в частности к способам определения показатеИзобретение относится к области пожаровзрывоопасности и может - быть использовано для оценки пожарной опасности процессов и устройств, применяемых в промьшытенности, строительстве и на транспорте.
Целью изобретения является повышение экспрессности определения и расширение количества определяемых показателей пожаровзрывоопасных свойств.
Способ реализуется следующим образом.
Предварительно изготавливают три источника зажигания. Для изготовления применяют проволоку с малым (константан, никелин, нихром, т.п.) температурным коэффициентом электри2 лей пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов. Цель изобретения — повьш ение экспрессности опре1 деления и расширение количества определяемых пожаров зрывоопаснь|х свойствдостигается воздействием тремя источниками зажигания, причем третий источник имеет размеры, равные размерам первого источника, и выполнен с внутренней полостью, объем которой выбирают в диапазоне от 0,5 до
6 характерных размеров самораспространяющеrося ядра пламени. Измерение в одном цикле испытаний мощности тепловыделения, достаточной для зажигания каждым источником, позволяет определять расчетным путем показатели пожаровзрывоопасных свойств. ческого сопротивления (5-150 мкОм К )
Источники зажигания изготовляют правильной формы (параллелепипеды, цилиндры, сферы, эллипсоиды, гиперболоиды и т.п.) и с отношением геометрических размеров 1:1:0,6 (или менее), Например, исследуется пылевоздушная смесь пшеничной муки
2-го сорта с концентрацией 0,158 кг м, Для проведения испьгганий изготовлены три источника зажигания: спираль из нихромовой проволоки марки
Х20Н80 диаметром 0,80 мм на фарфоровом сердечнике диаметром 8 мм и длиной 50 мм участок нихромовой проволоки диаметром 0,80 мм и длиной
50 мм; полая спираль из той же проволоки с внутренним диаметром 8 мм, шагом 3 мм и длиной 60 мм.
1617349 ч 1 3 вычислено значение Р„= 2,71 МВт м.
Энергия активации Е вычисляется
По системе уравнений: 12 (12 <2 6
Р = 11,63(Т< — ТЕ)ехр(0,0023"
)((Т,2- 273) 1 )(l6 63Т6Тп
Е =-- — — — 1п /
Т -Т, 35
1 — 1,286 --+О,?86 (— )г
ТК Тн !
Р Тг Tz
286 - - + 0 286 (— ) г
Т„, ТК
Т, 40 где Р— плотность теплового потока
1(2 от источников 1 и 2;
S < — - поверхность теплоотдачи источников 1 и 2;
Т 6 2 — температура источников 1 и .
2 с радиусами R и r;
Т„- температура окружающего воздуха. 50
Вычислено значение Е = 75706,71 Дж моль
Наименьший радиус цилиндрического са мораспространяющегося пламени 1,„, его линейная плотность мощности Р„„, 55 плакатность теплового потока P u
5ин тейпература Тп„определяется по системе управлений:
Диаметры источников зажигания со ответствуют отношению 1:1:0,1. Ради. ус цилиндрического элементарного пламени для аэровзвеси муки соответ5 . ствует 8 мм и в качестве источника
, зажигания применена спираль диаметром 8 мм с диаметром полости 8,0-0,4 мм равной 0,5 от размера элементарного цилиндрического пламени. Зазор (между витками 2,2 мм, что íà 10% превьппает значение гасящего зазора для данной смеси.
В процессе испытаний определены мощности тепловыделения (P, Р2 и P ) 15 е / достаточные дпя зажигания каждым с точник оМ и равные coo TB етств енно
6,67; 34,96 и 39,86 Вт.
По значениям мощности Р и Р и о объему полости V производится рас-20 ет Рч (объемной плотности мощности лементарного пламени):
Рц=051Р
16 63Т Тк (E = -- --- — 1n
Тг-Tx (г
1 — 1,?Яб + 0 286 (=")г
Тн т
Т)" Т
1 — 1,286 -- + 0,286 (- ) г
Тн ТК
Тх тх
1 1, 63 (Т(-Т „) ех р (О, 0(l 2 3 (T > — 2 73 )), Р L(H Рзх ее Р, ц, 14н 2Рзцк Ру
НК. ЧКЧ
11,63 (Т((е-T6 ) ехр (0,0023 (Т „-273)) .1
Р =- — 1Р
3 с ч
16 63ТХ Тг (х
--с — — — 1П
Т„-Т„ (. 2r
1,286 — + 0,286 (=-")г
Т (е Тг
1 — 1,286 --" + 0,286 (- )
Тх Тх
11, 63 (Тх Тк) ехр (0,0023 (Т„-273));
P = Р
ЗСК ЗХ 5С 6 ск = 2Р сн Рч
Р = ((13 Р сн 3 гн ч где Р ц — плотность теплового потока при сгорании цилиндрического обьема смеси;
1 — радиус цилиндрического объема сгорающей смеси;
Тч — температура сплошного цилиндрического источника зажигания с радиусом х, обеспечивающая зажигание смеси с энергией активации Е; х — переменный радиус цилиндрического источника зажига— ния, 1 — тепловой поток источника зажигания с температурой
Т„;
Т(, — нормальная температура, 293 К.
Вычислены значения Р =l2658 Втм апцн
Т н = 700,9 К; 1 = 9,4 ° 10 м;
Рв,(, = 755,6 Вт м
Наименьший радиус che рического самораспространяющегося пламени 1 гН его мощность Рсн, плотность теплово- го потока Р<16< и температура Т гн оп- ределяется по системе уравнений:
5 1617349
P =11,63 (Т,„-Те ) ехр(0,0023 (Т „— 273)) де P<ñ
10 точника тепловыделения.
Вычислены значения Ре
462,4 Вт м Кйопт = -»7 ° 10 м;
Tu,înò = 1060 К; Р цоот 54511,9 Вн м.
»
По аналогичной системе уравнений рассчитываются значения минимальной мощности Р„„н, а также оптимальные значения радиуса R ., температуры с опт
Тс „ и плотности теплового потока
Р „ сферического источника теплового выделения, обеспечивающие оптимальные условия зажигания смеси с энергией активации Е.
Вычислены значения P „н= 2,22.Бт;
-Ф„, с опт " 10 м, Тсоог = зс 275288 3 BT ° .
Способ обеспечивает возможность определения незамкнутого множества параметров . х — переменный радиус сферического источника зажигания;
P, — тепловой поток источника зажигания с температурой
Tx»%
Т(— нормальная температура, 293 К.
Вычислены значений P«„=14120,5 Втм
Тсн I » о 10 м» Рс
43, 3 Вт.
Минимальную линейную мощность зажигания Ре „„, а также оптимальные значения радиуса Ец о, емпературы
Т „ и плотности теплового потока
Р .. „ сплошного цилиндрического исзщоот точника тепловыделения» обеспечивающие оптимальные условия зажигания, 30 смеси с энергией активации Е, определяют по системе уравнений:
Формула изобретения
Способ определения показателей пожаровзрывоопасных свойств веществ
35 и материалов, заключающийся в размещении источника зажигания в объеме исследуемой среды, нагревании его до температуры, обеспечивающей зажигание среды, измерении теплофизических характеристик источника зажигания в момент воспламенения, повторении испытаний с вторым источником зажигания, характеризующимся соотношением определяющих линейных размеров не более 1:0,6 по отношению к первому, и в определении параметров пожаровзрывоопасных свойств по соотношению теплофизических характеристик обоих источников зажигания, о т л и50 повьппения экспрессности определе ния и расширения количества определяемых показателей пожаровзрывоопасных свойств, воздействуют на среду треть55 им источником зажигания с определяющими линейными размерами, относящимися как 1:1 к размерам первого источника, выполненным с внутренней полостью, объем которой выбирают в ди2 — 1, 286
Тн
) + 0,286 (— )2
Ти
Т»
+ 0,286 (— )
Тн
Т)(40
1 — 1,286—
Тн
Т„
При 1Ре х = Кн „ = 0„ плотность теплового потока при сгорании сферического объема смеси; радиус сферического объема сгорающей смеси; температура сферического сплошного источника зажигания с радиусом х, обеспечивающая зажигание смеси с энергией активации Е;
16 63" иТе х
Е = — -- — — 1л . х
҄— Т)(r
P =11,63(„-Т„)ехр(0,0023(Т„-273)j;
Ре = 2ихР = f (х); е мин з)(Г аоот и
1 яц опт е ),тнн ". п) 01 т, (Т, — 273)), где Т вЂ” температура цилиндричесХЯ ких источников тепловыделения с радиусами х и r обе спечив ающая зажигание смеси с энергией активации Е; — плотность теплового потока цилиндрического источника те плов ыделен ия с р адиусом х при температуре ТХ, Р— линейная плотность моще ности цилиндрического ис1617349
Составитель С.Хомик
ТехРеД М.Дидык
pe àêòoð О. Спесивых
Корректор С ° Черни
Заказ 41 15 Тираж 495 Подписное
ВН ЫПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 а пазоне от 0,5 до 6 характерных размеров самораспространяющегося ядра п амени и сообщающейся с объемом исс едуемой среды через канали с разм рами, превышающими гасящий, измеряю в одном цикле испытаний мощность тепловыделения, достаточн 1 для зажигания каждым источником, и по соотношению значений мо.,ности трех источников определяют показатели пожаро5 взрывоопасных свой" тв исследуемой среды.
