Способ определения минимальнойэнергии зажигания твердых материалов

 

<и 824ООО

Союз Советск их Социвлистичесиик

Республик

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОВРЕТВН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВФЩВТИИзСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.03. 79 (21) 2736192/) 8-25 (51)М. Кл.

G 01 и 25/52 с присоединением заявки,% тЬвударетаенай кемитет

СССР ив ямам кзебре еви11.и еткриткй (23) Приоритет

Опубликовано 23.04. 81, Бюллетень М 15 (53) УДК 536.55 (088. 8) Дата опубликования описания 24.04. 81

В. И. Калинкин, А. С. Мелихов, В. И. Потник и- .С», А,;:-„"Яахомов

» » . 2

" -- . »",,Я (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНОЙ

ЭНЕРГИИ ЗАЖИГАНИЯ . ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к обеспече,,нию пожарной безопасности объектов наI

I.

:родного хозяйства и может быть исполь:зовано для определения минимальной энергии зажигания металлов и других

S электропроводных материалов и веществ в различных средах, йоддерживающих горение.

Для определения возможности врзникновения пожара сравнивают минимальную энергию зажигания материала или вещества с величиной энергии возможных источников зажигания.

В последнее время возникла необходимость в определении минимальной энергии зажигания металлов. Это обусловлено широким использованием газовых сред с высоким содержанием кислорода, в которых возникают пожары, при этом основным горючим материалом являются металлические детали. Нередко проис-. ходит воспламенение деталей из магниевых сплавов в воздушной среде. с Ф

Известен способ определения минимальной энергии зажигания газов, жидкостей, пылевоэдушных смесей, твердых н жидких взрывчатых веществ, заключающийся в воздействии электрического разряда конденсаторов на испытуемый материал, находящийся между электрода-. мие

Однако этим способом не удается обеспечить зажигание металлических образцов.

Известен способ для определения минимальных энергий зажигания металг лических образцов, заключающийся s использовании в качестве источника зажигания навески из легковоспламеняющегося в данной среде вещества (1) .

Недостатком данного способа явля ется низкая точност6 определения минимальной энергии зажигания. Поэтому определенное этим способом значение минимальной энергии зажигания может оказаться намного выше действительного.

8240

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является спо-. соб Определения минимальной энергии зажигания твердых материалов, заключающийся в сОздании высокОвольтнОгО разряда между двумя электродами, измерении времени до момента зажигания образца.и тепловой мощности разряда,, по которым судят о величине минимальной энергии зажигания 12 .

Однако данный способ не обеспечивает высокую точность измерения минимальной энергии зажигания метаппов, так как при размещении металлическо.го образца между электродами он, яв-. ляясь токопроводящим, изменяет меж:,электродное расстояние, при этом воз,, никают два разряда - между .образцом и каждым as электродов, что ведет к существенному и неконтролируемому из20 менению мощности, а это - к Ошибке в определении энергии зажигания. Кроме того, согласно, теоретическим расчетам и экспериментальным данным, полученным в органиэации-заявителе, от 60 до

80Х тепловой энергии, выделяемой в разряде, уходит в электроды и не участвует в зажигании образца. Эти потери не учитываются, поэтому измеряемое данным способом значение энергии за30 жигания в несколько раз превыюает действительное.

Цель изобретения — поввикение точности определения минимальной энергии зажигания металлических изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения минимальной энергии зажигания твердых материалов Образец sarumarer s; 40 разрядного цепь в качестве одного из электродов.

Ка фиг. l схематически представле-. но устройство для реализации предлагаемого способа на фиг . 2 - график

У

45 значений иинимапьной энергии зажигания листа.

Устройство содержит образец l (фиг. 1),. закрепленный йа штанге 2, конец которой выводят из камерм и со- единяют с высоковольтным источником переменного тока. Для измерения теплопередачи при разряде в электроде 3 его выполняют таким Образом, чтобы он .составлял с капориметрьм 4 единую калориметрнческую систему. В калориметре 4 устанавливают датчик 5 температуры, например термопару. Калориметр с помощью проводника 6 из матери00 4 ала с низкой теплопроводностью соединяют с электропроводящей штангой 7.

При необходимости воздействия разрядом на плоскость, образец материала располагают в соответствии со схемой (фиг. 1, вариант 1).

Энергию зажигания испытуемого материала определяют следующим образом: устанавливают электрод 3 относительно образца 1 на определенном рассто- янии и создают в экспериментальной камере необходимую газовую среду.

При заданных параметрах газовой среды воздействуют на образец материала высоковольтным разрядом известной мощности. Определяют время задержки зажигания образца 1 и соответствующий ему подъем температуры калориметра 4.

Рассчитывают тепловые потери в элект-. роде 3 по формуле

Eg = Н„,ьТ где H - постоянная калориметрической системы; Т вЂ” подъем температуры калориlC метра за время от начала воздействия разряда до.момента

- зажигания.

Энергию зажигания образца испытываемого материала определяют по формуле л

E> = и +- E11, За минимальную энергию зажигания принимают наименьшее значение, получаемое при различных мощностях разряда и расстояниях между образцом 1 и электродом 3.

При определении энергии зажигания используется высоковольтный электрический разряд мощностью от 9 до 27 Вт.

Мощность разряда определяется калориметрическим методом при межэлектродном расстоянии от 2 до 6 мм, Минимальную энергию зажигания определяют для листа нз нержавеющей стали Х18Н9Т, толщиной 0Ä1 мм. Измерение проводится в среде газообразного кислорода при давлении от 1 до 5,5 кГс/см .

2.

Значения минимальной энергии зажигания листа из нержавеющей стали

Xl8H9T толщиной 0,1 мм, полученные при различных давлениях предлагаемым способом (кривая 1) и известным способом с навеской смазки ЦИАТИИ-205 (кривые 2 и 3) приведены на фиг. 2. Данные для сравнения взяты из источни-, ка (1). Кривые 2 н 3 определены соответственно при двухстороннем и одностороннем нанесении смазки на лист.

Кривая I определена при воздействии ствии разряда на плоскость листа (фиг. 1, вариант 1).

Формула изобретения

5 82400

Сравнение графиков 1 и 2 показывает, что минимальная энергия зажигания листа, определяемая предлагаемым способом (кривая 1), значительно ниже . соответствующего значения, определя" . емого HSBBCTHblM 0 6 (KpHBcLH 2): при давлении 1 кГс/см — в 130 раз, 2 при давлении 5 кГс/см - в 95 раз.

Столь большая разница в измеренных значениях объясняется большими и не- 10 ,контролируемыми теплопотерями от горящей навески в окружающую среду. Поэтому значение энергии .зажигания, полученное с помощью навески, не может . быть использовано, как надежный пара- И метр для оценки пожарной опасности металлов.

Для сравнения значений.минимапьной энергии зажигания, получаемых предлагаемым способом, со значениями полученными способом, выбранным нами в качестве известного, были проведены эксперименты с образцами из стали

Xl8Í9Ò, толщиной 0,1 мм. Зажигание материала осуществлялось на срезе лис- 1 та при давлениях кислорода 1,0 и

1, 3 кГс/см 2.

Энергия зажигания материала, определяемая предлагаемым способом, при давлениях 1,0 кГс/см и 1,3 кГс/см

2 равна 14,88 Дж и 10,14 Дж соответст венно.

При испытании материалов способом

I. йринятым нами в качестве известного ! значение энергии зажигания при давлении 1,3 кгс/см равно 101,72 Дж. С уче

2 J$ том тепловых потерь в электроды, составляющиМ 82,39 Дж, значение минимальной энергии равно 19,33 Дж. При давлении кислорода 1,0 кГс/см зажигаХ

40 ния образца не происходит.

Как видно из полученных результатов, определение минимальной энергии зажигания способом, выбранным нами. в качестве известного, дает завышенное значение.

Использование предлагаемого способа определения минимальной энергии зажи0 гания металлов имеет несомненные преимущества по сравнению с известными.

Включение образца в разрядную цепь и использование его в качестве одного нз электродов позволяет применять для зажигания металлов высоковольтный электрический разряд — источник, обладающий стабильными и воспроизводимыми характеристиками, что способствует повышению точности определения минимальной энергии зажигания.

Способ предусматривает измерение и учет доли тепла,.не участвуюп1ей в зажигании, что так же позволяет значительно повышать точность измерения энергии зажигания.

Кроме того, применение предлагаемого способа обеспечивает возможность определения минимальной энергии зажигания металлических изделий любой конфигурации, так как второй электрод подводится к любой точке изделия.

Способ опредедения минимальной энергии зажигания твердых материалов, заключающийся в создании высоковольтного разряда между двумя электродами, измерении времени до момента зажигания образца и тепловой мощности разряда,по которым судят v величине минимальной энергии зажигания, о т л ич а ю щ и и с.я тем, что, с целью повынения точности определения минимальной энергии зажигания металлических образцов, образец включают в pasрядную цепь в качестве одного из элект» родов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Иванов Б. А. Безопасность применения материалов в контакте с кислородом. И., "Химия", 1974, с. 78-9б, 147-152.

2. Вопросы горения и тушения мате риалов в обогащенных кислородом средах.

Сб. И., 1977, с. 39-4б (прототип)

824000

Зарииит !

У 10

Дайение кисмреда, кгс)ем

Фиа8!

ВНИИПИ Заказ 2096l61

Тираж 907 Подписное

Филиал ППП Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4