Elektrische vonk. Industriële ontstekingsbron Ontsteking van een brandbaar medium door oververhitting als gevolg van wrijving

In industriële omstandigheden wordt tijdens botsingen een brandgevaarlijke stijging van de lichaamstemperatuur waargenomen als gevolg van de omzetting van mechanische energie in thermische energie vaste stoffen(met of zonder vonken); met oppervlaktewrijving van lichamen tijdens hun onderlinge beweging; bij bewerking harde materialen snijgereedschappen, maar ook bij het comprimeren van gassen en het persen van kunststoffen. De mate van verwarming van lichamen en de mogelijkheid van het verschijnen van ontstekingsbronnen hangt af van de omstandigheden voor de overgang van mechanische energie naar thermische energie.

Afb.-5-9. Turbine-vortex-vonkenvanger: / - behuizing; 2 - vaste turbine; 3 - bewegingstraject van vaste deeltjes

Rijst. 5.10. Afhankelijkheid van de temperatuur van een stalen vonk van de kracht en het botsende materiaal (volgens MIHM-gegevens): 1 - met een schuurschijf; 2 - met een metalen schijf. Lineaire botssnelheid 5,2 m/s

Vonken gegenereerd door inslagen van vaste lichamen. Bij een voldoende sterke botsing van sommige vaste lichamen ontstaan ​​vonken (impact- en wrijvingsvonken). De vonk is in dit geval een deeltje van metaal of steen dat verhit is tot het punt van gloeien. De grootte van de impact- en wrijvingsvonken is afhankelijk van de eigenschappen van de materialen en de energiekarakteristieken van de impact, maar bedraagt ​​doorgaans niet meer dan 0,1...0,5 mm. De vonktemperatuur hangt bovendien af ​​van het interactieproces (chemisch en thermisch) van het metaaldeeltje met de omgeving. Wanneer metalen worden gestoten en afgeschuurd in een omgeving die geen zuurstof of andere oxidatiemiddelen bevat, worden er dus geen zichtbare vonken gevormd. Extra verwarming van metaalinslagvonken tijdens de vlucht in de omgeving vindt meestal plaats als gevolg van hun oxidatie door zuurstof uit de lucht. De vonktemperatuur van ongelegeerd koolstofarm staal kan het smeltpunt van het metaal bereiken (ongeveer 1550 ° C). Het zal toenemen naarmate het koolstofgehalte in het staal toeneemt, en afnemen naarmate het aantal legeringsadditieven toeneemt. De afhankelijkheid van de vonktemperatuur van het materiaal van de botsende lichamen en de uitgeoefende specifieke belasting wordt getoond in Fig. 5.10. Volgens de grafieken neemt de vonktemperatuur lineair toe met toenemende belasting, en hebben vonken die worden gevormd wanneer staal korund raakt een hogere temperatuur dan wanneer staal staal raakt.

In industriële omstandigheden ontbranden acetyleen, ethyleen, waterstof, koolmonoxide en koolstofdisulfide door botsingsvonken. Slagvonken kunnen (onder bepaalde omstandigheden) methaan-luchtmengsels ontsteken. Het ontsteekvermogen van inslagvonken is evenredig met het zuurstofgehalte in het mengsel, dat deze vonken kunnen ontsteken. Dit is begrijpelijk: hoe meer zuurstof in het mengsel, hoe intenser de vonk brandt, hoe hoger de ontvlambaarheid van het mengsel.

Het ontsteekvermogen van inslagvonken wordt experimenteel vastgesteld - afhankelijk van de inslagenergie.

Een rondvliegende vonk ontsteekt stof-luchtmengsels niet rechtstreeks, maar wanneer hij neergeslagen stof of vezelig materiaal raakt, veroorzaakt hij de verschijning van smeulende centra. Dit verklaart blijkbaar een groot aantal van flitsen en branden door mechanische vonken in machines met vezelmateriaal of afzettingen van fijn brandbaar stof. Zo ontstaat in de maalwerkplaatsen van molens en graanfabrieken, in de sorteer-, losmaak- en koolmonoxidewerkplaatsen van textielfabrieken, evenals in katoenjeneverfabrieken, meer dan 50% van alle branden en branden door vonken die worden gegenereerd door inslagen van vaste stoffen. lichamen.

Er ontstaan ​​vonken wanneer aluminium lichamen een geoxideerd stalen oppervlak raken. In dit geval vindt er een chemische interactie plaats tussen het verwarmde aluminiumdeeltje en ijzeroxiden, waarbij een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrijkomt:

2A1 + Fe 2 O 3 = A1 2 O 3 + 2Fe + Q.

Door de hitte van deze reactie nemen de warmte-inhoud en de temperatuur van de vonk toe.

Vonken die vrijkomen bij het werken met slaggereedschappen (hamers, beitels, koevoeten, enz.) veroorzaken vaak brand- en explosiegevaar. Er zijn gevallen bekend van uitbraken en explosies in pomp- en compressorstations, maar ook in productieruimten waarbij gereedschap valt of sleutels worden geraakt bij het aandraaien van moeren. Daarom mag u bij het uitvoeren van werkzaamheden op plaatsen waar de vorming van een explosief mengsel van dampen of gassen met lucht mogelijk is geen slaggereedschap gebruiken dat is gemaakt van vonkproducerende materialen. Instrumenten gemaakt van brons, fosforbrons, messing, beryllium, aluminiumlegering AKM-5-2, duraluminium met een beperkt (tot 1,2...1,8%) gehalte, magnesium.. (legering D-16 en enz.) en zelfs gereedschappen gemaakt van hooggelegeerd staal. Het gebruik van verkoperd gereedschap bereikt het doel niet, omdat de zachte koperlaag snel verslijt. Wanneer u stalen gereedschappen gebruikt, moet u ze beschermen tegen vallen en, indien mogelijk, stootbewerkingen vervangen door niet-impactbewerkingen (vervang bijvoorbeeld het snijden van metaal door een beitel door zagen, enz.) en gebruik mobiele ventilatie-eenheden om brandbare dampen te verspreiden. of gassen op werkplekken.

Vonken die ontstaan ​​wanneer metaal of stenen auto's raken. In apparaten met roerders voor het oplossen of chemische behandeling vaste stoffen in oplosmiddelen (bijvoorbeeld celluloidmassa in alcohol, celluloseacetaat in aceton, rubber in benzine, nitrocellulose in een alcohol-ethermengsel, enz.), in slag-centrifugaalmachines voor het malen, losmaken en mengen van vaste brandbare stoffen (hamer en slag -schijfmolens, voederbrekers, machines voor het egaliseren en zwingelen van katoen, enz.), in mengapparaten voor het mengen en bereiden van poedersamenstellingen, in apparaten centrifugale werking Om gassen en dampen te verplaatsen (ventilatoren, gasblowers, centrifugaalcompressoren), kunnen stukjes metaal of stenen bij de verwerkte producten terechtkomen, waardoor vonken ontstaan. Daarom moeten verwerkte producten worden gezeefd, gezift, gewassen of worden magnetische, zwaartekracht- of traagheidsvangers gebruikt.

Rijst. 5.11. Steenvanger: / - pneumatische pijpleiding; 2 - bunkeren; 3 - hellende oppervlakken; 4 - losluik

Vezelachtige materialen zijn vooral lastig schoon te maken, omdat vaste stoffen in de vezels verstrikt raken. Om ruwe katoen van stenen te verwijderen voordat het in machines wordt ingevoerd, worden dus zwaartekracht- of traagheidssteenvangers geïnstalleerd (Fig. 5.11).

Metaalverontreinigingen in bulk- en vezelmaterialen worden ook opgevangen door magnetische vallen (separatoren). In afb. Figuur 5.12 toont een magnetische vanger, die het meest wordt gebruikt bij de productie van meel en graan, maar ook in veevoerfabrieken. In afb. Figuur 5.13 toont een dwarsdoorsnede van een elektromagnetische scheider met een roterende trommel.

Opgemerkt moet worden dat de efficiëntie van de opvangers afhangt van hun locatie, bewegingssnelheid, uniformiteit en dikte van de productlaag, en de aard van de onzuiverheden. Ze worden in de regel aan het begin van de productielijn geïnstalleerd, voor impactmachines. Afscheiders beschermen machines meestal tegen mechanische schade. Hun installatie wordt ook bepaald door sanitaire en hygiënische eisen.

Rijst. 5.12. Magneetscheider met permanente magneten: / - behuizing; 2 - permanente magneten; 3 - stortgoed

Rijst. 5.13. Elektromagnetische scheider met roterende trommel: / - behuizing; 2 - stationaire elektromagneet; 3 - Productstroom; 4 - stelschroef; 5 - roterende trommel gemaakt van non-woven

magnetisch materiaal; 6 - leiding voor het gezuiverde product; 7 - pijp voor opgevangen onzuiverheden

Als er gevaar bestaat dat vaste, niet-magnetische onzuiverheden in de machine terechtkomen, sorteer dan eerst zorgvuldig de grondstoffen, en ten tweede: binnenoppervlak machines waar deze onzuiverheden tegenaan kunnen slaan zijn bekleed met zacht metaal, rubber of plastic.

Vonken die ontstaan ​​wanneer bewegende machinemechanismen hun stilstaande onderdelen raken. In de praktijk komt het vaak voor dat de rotor van een centrifugaalventilator in contact komt met de wanden van de behuizing, of dat de snel roterende zaagtand- en messentrommels van machines voor het scheiden en verspreiden van vezels stilstaande stalen roosters raken. In dergelijke gevallen wordt vonkvorming waargenomen. Het is ook mogelijk als de openingen verkeerd zijn afgesteld, met vervorming en trillingen van de assen, slijtage van de lagers, vervormingen of onvoldoende bevestiging op de assen snijgereedschap etc. In dergelijke gevallen is niet alleen vonken mogelijk, maar ook defect afzonderlijke onderdelen auto's Een defect aan een machineonderdeel kan op zijn beurt vonkvorming veroorzaken, omdat metaaldeeltjes in het product terechtkomen.

De belangrijkste brandpreventiemaatregelen gericht op het voorkomen van de vorming van stoot- en wrijvingsvonken komen neer op een zorgvuldige afstelling en balancering van de schachten, juiste selectie lagers, controle van de grootte van de openingen tussen de roterende en stationaire delen van de machines, hun betrouwbare bevestiging, waardoor de mogelijkheid van longitudinale bewegingen wordt geëlimineerd; het voorkomen van overbelasting van de machine.

Een machine waarbij kans bestaat op botsing van roterende delen met stilstaande delen moet vóór inbedrijfstelling worden gecontroleerd (in stationaire toestand, en vervolgens Stationair) voor de afwezigheid van vervormingen en trillingen, de sterkte van de bevestiging van roterende delen en de aanwezigheid van de nodige spelingen. Als er tijdens het gebruik vreemde geluiden, schokken of schokken optreden, moet u de machine stoppen om het probleem op te lossen.

Er worden hogere eisen gesteld aan de intrinsieke veiligheid productie lokalen met de aanwezigheid van acetyleen, ethyleen, koolmonoxide, koolstofdisulfidedamp, nitroverbindingen en soortgelijke brandbare of onstabiele stoffen, waarvan de vloeren en oppervlakken zijn gemaakt van een materiaal dat geen vonken veroorzaakt, of zijn bekleed met rubberen matten, paden, etc. De vloer van het pand waar nitrofiber wordt verwerkt, wordt ook gehydrateerd gehouden. Karren en trolleys moeten voorzien zijn van velgen zacht metaal of rubber.

Elke beweging van lichamen die met elkaar in contact komen, vereist het verbruik van energie om de arbeid van wrijvingskrachten te overwinnen. Deze energie wordt voornamelijk omgezet in warmte. In normale staat en correcte werking van wrijvende lichamen wordt de gegenereerde warmte Q t p snel afgevoerd door een speciaal koelsysteem Q cool, en ook afgevoerd naar de omgeving Q OkP:

Q tr = Q koel + Q omg.

Schending van deze gelijkheid, dat wil zeggen een toename van de warmteafgifte of een afname van de warmteafvoer en warmteverlies, leidt tot een verhoging van de temperatuur van de wrijflichamen. Om deze reden ontstaan ​​er branden van een brandbaar medium of materialen door oververhitting van machinelagers, sterk vastgedraaide oliekeerringen, trommels en transportbanden, katrollen en aandrijfriemen, vezelmateriaal wanneer deze op roterende gereedschapsassen worden gewikkeld en mechanisch verwerkte vaste brandbare materialen.

Rijst. 5.14. Glijlagerschema: / - aspen; 2 - lagerschaal; 3 - bed

Brand veroorzaakt door oververhitting van machinelagers En apparaten. Het grootste brandgevaar zijn de glijlagers van zwaarbelaste en hogesnelheidsschachten. Slechte kwaliteit smering van werkoppervlakken, hun vervuiling, verkeerde uitlijning van de as, overbelasting van de machine en overmatig aandraaien van lagers - dit alles kan oververhitting van lagers veroorzaken. Heel vaak raakt het lagerhuis vervuild met afzettingen van brandbaar stof (hout, meel, katoen). Dit schept ook voorwaarden voor hun oververhitting. De geschatte waarde van de temperatuur van het glijlager (zie Fig. 5.14) kan door berekening worden bepaald. De temperatuur van het lageroppervlak wanneer de bedrijfsmodus wordt geschonden, verandert in de loop van de tijd. Voor een bepaalde tijd dx we kunnen de volgende warmtebalansvergelijking schrijven:

D Q р = dQ warmte+ dQ oxl+ dQ 0 Kp , (5.7)

Waar dQ T p- de hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd tijdens de werking van het lager;

dQ warmte - de hoeveelheid warmte die wordt gebruikt om het lager te verwarmen; dQoxl - de hoeveelheid warmte die door het geforceerde koelsysteem wordt verwijderd; D Q 0 K p - warmteverlies van het draagoppervlak naar de omgeving.

De hoeveelheid warmte die vrijkomt tijdens wrijving van oppervlakken wordt bepaald door de formule

Q tr = F tr Nl,

Waar F tr - wrijvingscoëfficiënt; N- belasting; / - relatieve beweging van oppervlakken.

Vervolgens wordt, in relatie tot het lager (voor rotatiebeweging), het werk van wrijvingskrachten bepaald door de uitdrukking

dQ t p = f Tp Nd III /2πndτ = πf TR Nd III ndτ,(5.8)

Waar P- rotatiesnelheid van de as (1/s); D- diameter van de aspen. Ervan uitgaande dat de wrijvingscoëfficiënt een constante waarde is en het product van constante waarden aangeeft A, zal hebben:

dQ Tp = adτ.(5.9)

De hoeveelheid warmte die nodig is om het lager te verwarmen dQ verwarmen als de temperatuur stijgt dT, zal gelijk zijn aan:

dQ narp = mcdT,(5.10)

Waar T- massa verwarmde lagerdelen; Met- gemiddelde soortelijke warmtecapaciteit van het lagermateriaal.

De hoeveelheid warmte dQ 0 XJI, verwijderd door het geforceerde koelsysteem kan worden meegenomen gelijk aan nul, wat overeenkomt met de gevaarlijkste bedrijfsmodus van het lager.

De hoeveelheid warmte dQoup, verlies door het draagoppervlak in de omgeving zal gelijk zijn aan:

dQ env = α( T P- T B)Fdτ,(5.11)

waarbij α de warmteoverdrachtscoëfficiënt is tussen het draagoppervlak en de omgeving; T p En Blik- temperatuur van het draagoppervlak en de lucht; F- warmtewisselingsoppervlak (draagoppervlak gewassen door omgevingslucht).

De gevonden waarden vervangen dQ Tp, dQ narv En dQ 0 Kp in vergelijking (5.7), verkrijgen we de vergelijking

adτ = mcdT+a(T n -T B)Fdτ,(5.12)

waarvan de oplossing onder de beginomstandigheden van het ongeval (TP = TV) geeft:

Coëfficiënt a wordt bepaald op basis van de omstandigheden van warmteoverdracht van het oppervlak van de cilinder naar de omgeving met vrije luchtconvectie.

De resulterende vergelijking (5.13) maakt het mogelijk om op elk moment de temperatuur van het lager te bepalen noodmodus de werking ervan of bepaal de duur van de noodmodus, waarbij de temperatuur van het draagoppervlak een gevaarlijke waarde bereikt.

De maximale lagertemperatuur (bij τ = ∞) kan worden bepaald met de formule

Om brand- en explosiegevaar te voorkomen, worden in dit geval wentellagers gebruikt in plaats van glijlagers, worden deze systematisch gesmeerd en wordt de temperatuur gecontroleerd.

In complexe machines (turbines, centrifuges, compressoren) wordt de lagertemperatuur geregeld met behulp van instrumentatie en besturingssystemen.

Visuele controle van de lagertemperatuur wordt uitgevoerd door het aanbrengen van warmtegevoelige verf die van kleur verandert bij verhitting op de lagerhuizen. Oververhitting van lagers kan worden voorkomen door geforceerde smeersystemen, waarvan het ontwerp moet zorgen voor controle op de aanwezigheid van olie, vervanging van gebruikte olie door verse olie (met gespecificeerde prestatiekenmerken) en snelle en gemakkelijke verwijdering van olielekken uit machineonderdelen.

Een voorbeeld is de modernisering van het smeersysteem voor lagers van droogcilinders en viltrollen van papier- en kartonmachines bij een pulp- en papierfabriek in de regio Archangelsk. Als gevolg van deze modernisering zijn branden en branden in de betreffende installaties vrijwel verdwenen.

Aanvankelijk werden druppelaars meegeleverd om de oliestroom in de lagers visueel te controleren. Ze werden onder de hoezen van auto's in de omgeving geplaatst hoge temperaturen, waardoor de mogelijkheid van systematische controle praktisch werd uitgesloten. Volgens het voorstel van de brandweer ter plaatse en de brandtechnische commissie van de onderneming werden de druppelaars vervangen door rotameters die zich buiten de machine bevonden. Dit maakte het mogelijk om de oliestroom visueel te volgen en het aantal afneembare verbindingen te verminderen in het oliesysteem, waardoor olielekken op de frames en lagerconstructies worden verminderd.

Bovendien werd de olie in de lagers volgens het oorspronkelijke ontwerp alleen vervangen tijdens geplande preventieve reparaties of gepland onderhoud. Het was moeilijk om de aanwezigheid van smeermiddel tijdens het gebruik van de machine te controleren. De bruikbaarheid van de lagers werd op het gehoor gecontroleerd. Tijdens de reconstructie van de machines werd deze geïnstalleerd gecentraliseerd systeem smeermiddelen: vanuit een container (10 m3) die in een aparte ruimte was geïnstalleerd, begon een tandwielpomp gefilterde olie in drukleidingen en via aftakkingen - naar rotameters, van rotameters - naar lagers te leveren. Nadat het door het lager was gegaan, kwam de olie het carter en het filter binnen, waar het werd gereinigd van mechanische onzuiverheden, afgekoeld en opnieuw in de werktank terechtkwam. De druk, temperatuur en het oliepeil in de tank werden automatisch geregeld. Toen de oliepompen stopten en de druk in de drukleiding daalde, werd een geluids- en lichtalarm geactiveerd en werden de reservepompen ingeschakeld.

Het bleek om auto's te reinigen van olielekken en stof dat erop neerdaalde effectieve toepassing 2% technische oplossing wasmiddel TMS-31 (bij 50...70°C). Over de gehele lengte van de machine is een stationair systeem voor wasunits en mechanismen geïnstalleerd. De introductie van een reinigingssysteem maakte het mogelijk om elke dienst olievlekken en stof weg te spoelen zonder de machine te stoppen. Bovendien werd 10 ton kerosine uit de productie gehaald en werden de arbeidsomstandigheden voor de werknemers aanzienlijk verbeterd.

Oververhitting en ontsteking van transportbanden en aandrijfriemen komen voornamelijk voor als gevolg van langdurig slippen van de riem of tape ten opzichte van de poelie. Dit slippen, slippen genoemd, treedt op als gevolg van een mismatch tussen de overgebrachte kracht en de spanning van de riemtakken. Bij het slippen wordt alle energie besteed aan wrijving tussen de riem en de poelie, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrijkomt. Meestal treedt het slippen van transportbanden, elevatorbanden en bandaandrijvingen op als gevolg van overbelasting of een lage bandspanning. In liften is de oorzaak van uitglijden meestal de verstopping van de schoen, dat wil zeggen een toestand waarin de liftbak niet door de dikte van de getransporteerde substantie kan gaan. Overbelasting en uitglijden kunnen het gevolg zijn van het beknellen van de riem, vervormingen enz.

De maximale temperatuur van de trommel of poelie tijdens langdurig slippen van de riem of riem kan worden bepaald met formule (5.14).

Om oververhitting en brand van transportbanden en aandrijfriemen te voorkomen, mag er niet met overbelasting worden gewerkt; De mate van spanning van de band, de band en hun toestand moeten worden gecontroleerd. Vermijd het blokkeren van de liftschoenen met producten, het vervormen van de banden en het wrijven ervan tegen behuizingen en andere voorwerpen in de buurt. In sommige gevallen (bij gebruik van krachtige, hoogwaardige transportbanden en liften) worden apparaten en apparaten gebruikt die automatisch signaleren dat de transmissie onder overbelasting werkt en de beweging van de band stoppen wanneer de liftschoen geblokkeerd is.

Om het slippen te verminderen wordt de aandrijfriem soms met hars besprenkeld, maar dit geeft slechts een kortstondig effect. Het behandelen van de riem met colofonium bevordert de vorming van statische elektriciteit, wat een zeker brandgevaar met zich meebrengt. In dit geval is het beter om een ​​V-riemaandrijving te gebruiken.

Brand van vezelmateriaal wanneer dit op schachten wordt gewikkeld waargenomen in spinnerijen, vlasmolens en ook in maaidorsers bij het oogsten van graangewassen. Vezelachtige materialen en stroproducten worden op de assen nabij de lagers gewikkeld. Het wikkelen gaat gepaard met een geleidelijke verdichting van de massa, en vervolgens met een sterke verhitting tijdens wrijving tegen de wanden van de machine, verkoling en uiteindelijk ontbranding. Soms ontstaat er brand als gevolg van vezelachtig materiaal dat rond de schachten van transportbanden wordt gewikkeld die afval en eindproducten verplaatsen. In spinnerijen ontstaat vaak brand als gevolg van een gebroken koord of vlechtwerk dat de spindels van de spinmachine aandrijft.

Het wikkelen van vezelmateriaal op de roterende assen van machines wordt vergemakkelijkt door de aanwezigheid van een grotere opening tussen de as en het lager (als je in deze opening komt, raakt de vezel ingeklemd, bekneld en begint het proces van het op de as wikkelen ervan steeds sterkere verdichting van de lagen), de aanwezigheid van kale delen van de schacht waarmee de vezelmaterialen in contact komen, evenals het gebruik van natte en vervuilde grondstoffen.

Om te voorkomen dat vezelmateriaal op de roterende assen van machines wordt gewikkeld, is het noodzakelijk om de assen te beschermen tegen direct contact met het verwerkte vezelmateriaal door bussen te gebruiken (Fig. 5.15), cilindrische en conische behuizingen, geleiders, geleidestangen, anti- windschermen, enz. Bovendien is het noodzakelijk om minimale openingen tussen de astappen en lagers aan te brengen, om te voorkomen dat deze groter worden; voer systematische controle uit op de schachten waar wikkeling kan optreden, verwijder ze onmiddellijk van vezels, bescherm ze met speciale anti-kronkelende scherpe messen die de gewikkelde vezel doorsnijden. Schepmachines bij vlasfabrieken beschikken bijvoorbeeld over een dergelijke bescherming.

Rijst. 5.15. Schachtbescherming tegen wikkelen van vezelmaterialen: A- los gemonteerde rechte bus; B- vaste conische bus; 1 - handelswijze; 2 - schacht; 3 - beschermende hoes

Thermische manifestatie van mechanische energie onder productieomstandigheden wordt waargenomen tijdens de werking van persen en compressoreenheden. Brandgevaar Deze mechanismen worden besproken in de hoofdstukken 10 en 11 van dit leerboek.

§ 5.4. Thermische manifestatie chemische reacties -

Berekening van brand(explosie)bronparameters

In dit stadium is het noodzakelijk om het vermogen van ontstekingsbronnen om brandbare stoffen te initiëren te evalueren.

Bij de berekening worden vier ontstekingsbronnen gebruikt:

a) secundaire blikseminslag;

b) kortsluitvonken;

c) elektrische lasvonken;

d) lamp van een gloeilamp.

e) brandende isolatie van een elektrische kabel (draad)

Secundaire blikseminslag

Het gevaar van secundaire blootstelling aan bliksem schuilt in vonkontladingen die het gevolg zijn van de inductie en elektromagnetische effecten van atmosferische elektriciteit productieapparatuur, pijpleidingen en bouwconstructie. De vonkontladingsenergie bedraagt ​​meer dan 250 mJ en is voldoende om brandbare stoffen te ontsteken met een minimale ontstekingsenergie van maximaal 0,25 J.

Het secundaire effect van een blikseminslag is gevaarlijk voor het gas dat het hele volume van de kamer heeft gevuld.

Thermisch effect van kortwerkende stromen

Het is duidelijk wanneer kortsluiting Wanneer het beveiligingsapparaat faalt, kunnen de resulterende vonken de ontvlambare vloeistof doen ontbranden en het gas doen exploderen (deze mogelijkheid wordt hieronder beoordeeld). Wanneer de beveiliging wordt geactiveerd, blijft de kortsluitstroom bestaan een korte tijd en kan alleen PVC-bedrading ontsteken.

De temperatuur van de geleider t rond C, verwarmd door de kortsluitstroom, wordt berekend met de formule

waarbij tn de begintemperatuur van de geleider is, o C;

Ik maak kortsluiting - kortsluitstroom, A;

R - weerstand (actief) van de geleider, Ohm;

kortsluiting - kortsluitingsduur, s;

Cpr - warmtecapaciteit van het draadmateriaal, J * kg -1 * K -1;

m pr - gewicht van de draad, kg.

Om de bedrading te laten ontsteken is het noodzakelijk dat de temperatuur tpr hoger is dan de ontstekingstemperatuur van de polyvinylchloridebedrading trec. =330 o C.

We nemen aan dat de begintemperatuur van de geleider gelijk is aan de omgevingstemperatuur van 20 o C. Hierboven in hoofdstuk 1.2.2 staan ​​de actieve weerstand van de geleider (Ra = 1,734 Ohm) en de kortsluitstroom (I kortsluiting = 131,07). A) werden berekend. Warmtecapaciteit van koper C pr = 400 J*kg -1 *K -1. De massa van een draad is het product van dichtheid en volume, en het volume is het product van lengte L en dwarsdoorsnede van de geleider S

mpr =*S*L (18)

Met behulp van het naslagwerk vinden we de waarde = 8,96*10 3 kg/m 3 . In formule (18) vervangen we de waarde van het dwarsdoorsnedeoppervlak van de tweede draad uit de tabel. 11, de kortste, dat wil zeggen L=2 m en S=1*10 -6 m. De massa van de draad is

m pr =8,96*10 3 *10 -6 *2=1,792*10 -2

Met de duur van de kortsluiting. =30 ms, volgens tabel 11 zal de geleider opwarmen tot de temperatuur

Deze temperatuur is niet genoeg om PVC-bedrading te ontsteken. En als de bescherming is uitgeschakeld, moet u de waarschijnlijkheid berekenen dat de PVC-bedrading in brand vliegt.

Kortsluiting van de vonk

Tijdens een kortsluiting ontstaan ​​er vonken, die een begintemperatuur van 2100 o C hebben en in staat zijn de brandbare vloeistof te ontsteken en het gas te laten exploderen.

De begintemperatuur van de koperdruppel is 2100 o C. De hoogte waarop de kortsluiting optreedt is 1 m en de afstand tot de brandbare vloeistofplas is 4 m. De diameter van de druppel is dk = 2,7 mm of dk = 2,7 * 10 -3.

De hoeveelheid warmte die een druppel metaal kan afgeven aan een brandbaar medium bij afkoeling tot de ontbrandingstemperatuur wordt als volgt berekend: de gemiddelde vliegsnelheid van een druppel metaal bij vrije val w avg, m/s, berekend met de formule

waarbij g de versnelling van de zwaartekracht is, 9,81 m/s 2 ;

H - valhoogte, 1 m.

We vinden dat de gemiddelde vliegsnelheid van een daling in vrije val is

De duur van een vallende druppel kan worden berekend met behulp van de formule

Vervolgens wordt het volume van de druppel Vк berekend met behulp van de formule

Valmassa mk, kg:

waarbij is de dichtheid van het metaal in gesmolten toestand, kg*m -3.

De dichtheid van koper in gesmolten toestand (volgens de leraar) is 8,6 * 10,3 kg/m 3, en de massa van de druppel volgens formule (22)

mk =8,6*10 3 *10,3138*10 -9 =8,867*10 -5

Vliegtijd van een metaaldruppel in gesmolten (vloeibare) toestand p, s:

waarbij C p de specifieke warmtecapaciteit is van de smelt van het druppelmateriaal, voor koper C p = 513 J*kg -1 *K -1;

S tot - druppeloppervlak, m2, S tot =0,785d tot 2 =5,722*10-6;

T n, T pl - de temperatuur van de druppel aan het begin van de vlucht en de smelttemperatuur van het metaal, respectievelijk T n = 2373 K, T pl = 1083 K;

To - omgevingsluchttemperatuur, To =293 K;

Warmteoverdrachtscoëfficiënt, W*m -2 *K -1.

De warmteoverdrachtscoëfficiënt wordt in de volgende volgorde berekend:

1) bereken eerst het Reynoldsgetal

waarbij v=1,51*10 -5 1/(m 2 *s) de kinematische viscositeitscoëfficiënt van lucht is bij een temperatuur van 293 K,

waarbij =2,2*10 -2 W*m -1 *K -1 - thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van lucht,

1*10 2 W*m -2 *K -1 .

Nadat we de warmteoverdrachtscoëfficiënt hebben berekend, vinden we de vluchttijd van een metaaldruppel in gesmolten (vloeibare) toestand met behulp van formule (23)

Omdat< р, то конечную температуру капли определяют по формуле

De zelfontbrandingstemperatuur van propaan is 466 o C, en de temperatuur van de druppel (vonk) tegen de tijd dat deze de plas met ontvlambare vloeistof nadert, is 2373 K of 2100 o C. Bij deze temperatuur zal isopreen ontbranden en gestaag branden. en propaan zal ontploffen, zelfs als er een kortsluitingsvonk optreedt. Het vlampunt van isopreen is -48 0 C.

Vonkenontlading

Vonkenontlading(elektrische vonk) - een niet-stationaire vorm van elektrische ontlading die voorkomt in gassen. Een dergelijke ontlading vindt gewoonlijk plaats bij drukken in de orde van de atmosferische druk en gaat gepaard met een karakteristiek Geluidseffect- “krakende” vonk. De temperatuur in het hoofdkanaal van de vonkontlading kan 10.000 bereiken. In de natuur komen vonkontladingen vaak voor in de vorm van bliksem. De afstand die een vonk in de lucht “doorboort” is afhankelijk van de spanning en wordt gelijkgesteld aan 10 kV per 1 centimeter.

Voorwaarden

Een vonkontlading treedt meestal op wanneer het vermogen van de energiebron onvoldoende is om een ​​stabiele boogontlading of glimontlading te ondersteunen. In dit geval daalt, gelijktijdig met een scherpe toename van de ontlaadstroom, de spanning over de ontladingsspleet gedurende een zeer korte tijd (van enkele microseconden tot enkele honderden microseconden) onder de uitdovingsspanning van de vonkontlading, wat leidt tot de beëindiging van de ontlading. Vervolgens neemt het potentiaalverschil tussen de elektroden weer toe, bereikt de ontstekingsspanning en herhaalt het proces zich. In andere gevallen, wanneer het vermogen van de energiebron voldoende groot is, wordt ook de hele reeks verschijnselen waargenomen die kenmerkend zijn voor deze ontlading, maar deze zijn slechts een voorbijgaand proces dat leidt tot het ontstaan ​​van een ontlading van een ander type - meestal een boog een. Als de stroombron niet in staat is om gedurende lange tijd een zichzelf onderhoudende elektrische ontlading in stand te houden, wordt een vorm van zichzelf onderhoudende ontlading waargenomen, een zogenaamde vonkontlading.

Natuur

Een vonkontlading is een stel heldere, snel verdwijnende of elkaar vervangende draadachtige, vaak sterk vertakte strepen - vonkkanalen. Deze kanalen zijn gevuld met plasma, dat bij een krachtige vonkontlading niet alleen ionen van het brongas omvat, maar ook ionen van de elektrodesubstantie, die onder invloed van de ontlading intensief verdampt. Het mechanisme voor de vorming van vonkkanalen (en bijgevolg het optreden van een vonkontlading) wordt verklaard door de streamertheorie van elektrische doorslag van gassen. Volgens deze theorie worden door elektronenlawines die ontstaan ​​in het elektrische veld van de ontladingsspleet, onder bepaalde omstandigheden streamers gevormd: vaag gloeiende dunne vertakte kanalen die geïoniseerde gasatomen bevatten en vrije elektronen die daarvan zijn afgesplitst. Onder hen kunnen we de zogenaamde benadrukken. leider - een zwak gloeiende ontlading die het pad 'plaveit' voor de hoofdontlading. Terwijl hij van de ene elektrode naar de andere beweegt, sluit hij de ontladingsspleet en verbindt hij de elektroden met een continu geleidend kanaal. Vervolgens passeert de hoofdontlading in de tegenovergestelde richting langs het aangelegde pad, vergezeld van een scherpe toename van de stroomsterkte en de hoeveelheid energie die daarin vrijkomt. Elk kanaal breidt zich snel uit, wat resulteert in een schokgolf aan de grenzen ervan. De combinatie van schokgolven uit de zich uitbreidende vonkkanalen genereert een geluid dat wordt waargenomen als het ‘knetteren’ van een vonk (in het geval van bliksem, donder).

De ontstekingsspanning van een vonkontlading is doorgaans vrij hoog. De elektrische veldsterkte in de vonk neemt af van enkele tientallen kilovolts per centimeter (kV/cm) op het moment van doorslag tot ~100 volt per centimeter (V/cm) na enkele microseconden. De maximale stroom bij een krachtige vonkontlading kan waarden bereiken in de orde van enkele honderdduizenden ampère.

Een speciaal type vonkontlading - glijdende vonkontlading, die plaatsvindt langs het grensvlak tussen een gas en een vast diëlektricum dat tussen de elektroden is geplaatst, op voorwaarde dat de veldsterkte groter is dan de doorslagsterkte van lucht. Gebieden van een glijdende vonkontlading, waarin ladingen van één teken overheersen, induceren ladingen van een ander teken op het oppervlak van het diëlektricum, waardoor vonkkanalen zich langs het oppervlak van het diëlektricum verspreiden en de zogenaamde Lichtenberg-figuren vormen . Processen die vergelijkbaar zijn met die welke optreden tijdens een vonkontlading zijn ook kenmerkend voor een borstelontlading, wat een overgangsfase is tussen corona en vonk.

Het gedrag van een vonkontlading is heel goed te zien in slow-motionbeelden van ontladingen (Fimp. = 500 Hz, U = 400 kV) verkregen uit een Tesla-transformator. De gemiddelde stroom- en pulsduur zijn niet voldoende om een ​​boog te ontsteken, maar zijn zeer geschikt voor de vorming van een helder vonkkanaal.

Opmerkingen

Bronnen

• A. A. Vorobyov, Hoogspanningstechnologie. - Moskou-Leningrad, GosEnergoIzdat, 1945.
• Fysieke Encyclopedie, deel 2 - M.: Grote Russische Encyclopedie p.
• Verhoger Yu. Fysica van gasontlading. - 2e druk. - M.: Nauka, 1992. - 536 p. - ISBN 5-02014615-3

zie ook

Wikimedia Stichting. 2010.

Zie wat "vonkontlading" is in andere woordenboeken:

- (vonk), onstabiel elektrisch een ontlading die optreedt wanneer, onmiddellijk na het doorbreken van de ontladingsspleet, de spanning erover gedurende een zeer korte tijd (van enkele fracties van een microseconde tot honderden microseconden) onder de spanningswaarde daalt... ... Fysieke encyclopedie

vonkontlading- Een elektrische pulsontlading in de vorm van een lichtgevende draad, die optreedt bij hoge gasdruk en wordt gekenmerkt door een hoge intensiteit van spectraallijnen van geïoniseerde atomen of moleculen. [GOST 13820 77] vonkontlading Volledige ontlading in... ... Handleiding voor technische vertalers

- (elektrische vonk) een niet-stationaire elektrische ontlading in een gas die optreedt in een elektrisch veld bij een gasdruk van maximaal enkele atmosfeer. Het heeft een bochtige, vertakte vorm en snelle ontwikkeling(ca. 10 7 s). Temperatuur in het hoofdkanaal... Groot encyclopedisch woordenboek

Kibirkštinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. vonkontlading vo. Funkenentladung, f; Funkentladung, f rus. vonkontlading, m pranc. décharge par étincelles, f … Fizikos terminų žodynas

Vonk, een van de vormen van elektrische ontlading in gassen; treedt meestal op bij drukken in de orde van atmosferische druk en gaat gepaard met een karakteristiek geluidseffect: het ‘knetteren’ van een vonk. IN Natuurlijke omstandigheden I.r. meestal waargenomen in de vorm van bliksem... ... Grote Sovjet-encyclopedie

Een elektrische vonk is een niet-stationaire elektrische ontlading in een gas die optreedt in een elektrische stroom. veld bij gasdruk tot meerdere. honderden kPa. Het onderscheidt zich door een kronkelige vertakte vorm en snelle ontwikkeling (ca. 10 7 s), begeleid door een karakteristiek geluid... ... Groot encyclopedisch polytechnisch woordenboek

- (elektrische vonk), niet-stationair elektrisch. ontlading in een gas dat voorkomt in een elektriciteitsnet veld bij gasdruk tot meerdere. Geldautomaat. Het onderscheidt zich door zijn kronkelige, vertakte vorm en snelle ontwikkeling (ongeveer 10 7s). Tempo pa in ch. kanaal I.r. bereikt 10.000 K... Natuurwetenschap. encyclopedisch woordenboek

Afhankelijk van de gasdruk, elektrodeconfiguratie en externe circuitparameters zijn er vier soorten onafhankelijke ontladingen:

• glimontlading;
• vonkontlading;
• boogontlading;
• Corona ontlading.

1. Glimontlading treedt op wanneer lage druk. Het kan worden waargenomen in een glazen buis met platte metalen elektroden die aan de uiteinden zijn gesoldeerd (Fig. 8.5). Nabij de kathode bevindt zich een dunne lichtgevende laag genaamd kathode lichtgevende film 2.

Tussen de kathode en de film zit Astons donkere ruimte 1. Rechts van de lichtgevende film wordt een zwak lichtgevende laag geplaatst, genaamd kathode donkere ruimte 3. Deze laag gaat over in een lichtgevend gebied, dat heet smeulende gloed 4, de smeulende ruimte wordt begrensd door een donkere opening - Donkere ruimte van Faraday 5. Alle bovenstaande lagen vormen zich kathode deel glimontlading. De rest van de buis is gevuld met gloeiend gas. Dit onderdeel heet positieve kolom 6.

Naarmate de druk afneemt, nemen het kathodegedeelte van de ontlading en de donkere ruimte van Faraday toe, en wordt de positieve kolom korter.

Uit metingen bleek dat bijna alle potentiële dalingen optreden in de eerste drie secties van de ontlading (Aston's donkere ruimte, kathode lichtgevende film en kathode donkere vlek). Dit deel van de spanning die op de buis wordt toegepast, wordt genoemd kathodepotentiaaldaling.

In het gebied van de smeulende gloed verandert het potentieel niet - hier is de veldsterkte nul. Tenslotte neemt in de donkere ruimte en de positieve kolom van Faraday het potentieel langzaam toe.

Deze potentiaalverdeling wordt veroorzaakt door de vorming van een positieve ruimtelading in de donkere kathoderuimte, als gevolg van de verhoogde concentratie van positieve ionen.

Positieve ionen, versneld door de daling van de kathodepotentiaal, bombarderen de kathode en slaan elektronen eruit. In de donkere ruimte van Aston hebben deze elektronen, die zonder botsingen in het gebied van de donkere kathoderuimte vliegen, een hoge energie, waardoor ze vaker moleculen ioniseren dan exciteren. Die. De intensiteit van de gasgloed neemt af, maar er worden veel elektronen en positieve ionen gevormd. De resulterende ionen hebben aanvankelijk een zeer lage snelheid en daardoor ontstaat er een positieve ruimtelading in de donkere kathoderuimte, wat leidt tot een herverdeling van de potentiaal langs de buis en het optreden van een kathodepotentiaaldaling.

Elektronen gegenereerd in de donkere kathoderuimte dringen door in het gebied van smeulende gloed, dat wordt gekenmerkt door een hoge concentratie aan elektronen en positieve ionen en een polaire ruimtelading dichtbij nul (plasma). Daarom is de veldsterkte hier erg laag. In het gebied van de smeulende gloed vindt een intens recombinatieproces plaats, vergezeld van de emissie van energie die vrijkomt tijdens dit proces. De smeulende gloed is dus voornamelijk een recombinatiegloed.

Vanuit het gebied van smeulende gloed dringen elektronen en ionen de donkere ruimte van Faraday binnen als gevolg van diffusie. De kans op recombinatie neemt hier sterk af, omdat de concentratie geladen deeltjes is laag. Daarom is er een veld in de donkere ruimte van Faraday. De elektronen die door dit veld worden meegevoerd, accumuleren energie en creëren uiteindelijk vaak de omstandigheden die nodig zijn voor het bestaan ​​van een plasma. De positieve kolom vertegenwoordigt gasontladingsplasma. Het fungeert als een geleider die de anode verbindt met de kathodedelen van de ontlading. De gloed van de positieve kolom wordt voornamelijk veroorzaakt door overgangen van aangeslagen moleculen naar de grondtoestand.

2. Vonkenontlading komt in gas gewoonlijk voor bij drukken in de orde van atmosferische druk. Het wordt gekenmerkt door een intermitterende vorm. Door verschijning een vonkontlading is een stel heldere, zigzagvertakkende dunne strepen die onmiddellijk de ontladingsspleet binnendringen, snel doven en elkaar voortdurend vervangen (Fig. 8.6). Deze strips worden genoemd vonk kanalen.

T gas = 10.000 K ~ 40 cm I= 100 kA T= 10 –4 sec l~ 10 km

Nadat de ontladingsspleet door het vonkkanaal is "verbroken", wordt de weerstand ervan klein, een korte puls van hoge stroom gaat door het kanaal, waarbij slechts een kleine spanning op de ontladingsspleet valt. Als het bronvermogen niet erg hoog is, stopt na deze stroompuls de ontlading. De spanning tussen de elektroden begint te stijgen naar de vorige waarde en de gasafbraak herhaalt zich met de vorming van een nieuw vonkkanaal.

Onder natuurlijke omstandigheden wordt een vonkontlading waargenomen in de vorm van bliksem. Figuur 8.7 toont een voorbeeld van een vonkontlading - bliksem, duur 0,2 ÷ 0,3 met een stroomsterkte van 10 4 - 10 5 A, lengte 20 km (Fig. 8.7).



3. Boogontlading . Als, na het ontvangen van een vonkontlading van een krachtige bron, de afstand tussen de elektroden geleidelijk wordt verkleind, wordt de ontlading continu en ontstaat er een nieuwe vorm van gasontlading, genaamd boogontlading(Afb. 8.8).

~ 10 3 EEN
Rijst. 8.8

In dit geval neemt de stroom sterk toe en bereikt tientallen en honderden ampères, en de spanning over de ontladingsspleet daalt tot enkele tientallen volts. Volgens V.F. Litkevich (1872 - 1951), wordt de boogontlading voornamelijk gehandhaafd als gevolg van thermionische emissie vanaf het kathodeoppervlak. In de praktijk betekent dit lassen, krachtige boogovens.

4. Corona ontlading (Fig. 8.9). treedt op in een sterk inhomogeen elektrisch veld met relatief hoge druk gas (ongeveer atmosferisch). Een dergelijk veld kan worden verkregen tussen twee elektroden, waarvan het oppervlak van één een grote kromming heeft (dunne draad, punt).

De aanwezigheid van een tweede elektrode is niet noodzakelijk, maar de rol ervan kan worden gespeeld door nabijgelegen, omringende geaarde metalen voorwerpen. Wanneer elektrisch veld in de buurt van een elektrode met een grote kromming die ongeveer 3∙10 6 V/m bereikt, verschijnt er een gloed omheen, die lijkt op een schaal of kroon, en daar komt de naam van de lading vandaan.

4.9. Op basis van de verzamelde gegevens wordt de veiligheidsfactor berekend K s in de volgende volgorde.
4.9.1. Bereken de gemiddelde tijd dat een brand- en explosiegevaarlijke gebeurtenis bestaat (t0) (gemiddelde tijd doorgebracht bij storingen) met behulp van de formule
(68)
waar t J- levenslang i e brand- en explosiegevaarlijke gebeurtenis, min;
M- totaal aantal evenementen (items);
J- serienummer van het evenement (product).
4.9.2. Puntschatting van variantie ( D 0) de gemiddelde duur van het bestaan ​​van een brand- en explosiegevaarlijke gebeurtenis wordt berekend met behulp van de formule
(69)
4.9.3. De standaardafwijking () van een puntschatting van de gemiddelde levensduur van een gebeurtenis - t0 wordt berekend met behulp van de formule
(70)
4.9.4. Van de tafel 5 Selecteer de coëfficiëntwaarde T b afhankelijk van het aantal vrijheidsgraden ( M-1) met beb=0,95.
Tabel 5

(82)
Als t>(tр+tcr), dan wordt de eindtemperatuur van de daling in de vaste toestand bepaald door de formule
(83)
Waar MET k - soortelijke warmtecapaciteit van het metaal, J kg -1×K-1.
De hoeveelheid warmte ( W), J overgedragen door een druppel metaal op het vaste of vloeibare brandbare materiaal waarop het viel, wordt berekend met behulp van de formule
(84)
Waar T sv - temperatuur van zelfontbranding van brandbaar materiaal, K;
NAAR- coëfficiënt gelijk aan de verhouding tussen de warmte die aan de brandbare stof wordt afgegeven en de energie die in de druppel is opgeslagen.
Als het niet mogelijk is om de coëfficiënt te bepalen NAAR, dan accepteren ze NAAR=1.
Een rigoureuzere bepaling van de eindtemperatuur van de druppel kan worden uitgevoerd door rekening te houden met de afhankelijkheid van de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de temperatuur.
5.1.2.3. Elektrische gloeilampen voor algemeen gebruik
Het brandgevaar van lampen is te wijten aan de mogelijkheid van contact van een brandbaar medium met de lamp van een elektrische gloeilamp, verwarmd boven de zelfontbrandingstemperatuur van het brandbare medium. De verwarmingstemperatuur van de lamp van een elektrische gloeilamp hangt af van het vermogen van de lamp, de grootte en de locatie in de ruimte. De afhankelijkheid van de maximale temperatuur van de lamp van een horizontaal geplaatste lamp van zijn vermogen en tijd wordt getoond in Fig. 3.

Stront. 3

5.1.2.4. Vonken van statische elektriciteit
Vonkenergie ( W i), J, die kan ontstaan ​​onder invloed van de spanning tussen de plaat en een geaard object, wordt berekend op basis van de energie die is opgeslagen door de condensator uit de formule
(85)
Waar MET- condensatorcapaciteit, F;
U- spanning, V.
Het potentiaalverschil tussen een geladen lichaam en de grond wordt gemeten met elektrometers onder reële productieomstandigheden.

Als W en³0,4 W m.e.z ( W m.e.z ¾ minimale ontstekingsenergie van het medium), dan wordt een vonk van statische elektriciteit als ontstekingsbron beschouwd.
Het echte gevaar schuilt in de “contact”-elektrificatie van mensen die met bewegende diëlektrische materialen werken. Wanneer een persoon in contact komt met een geaard voorwerp, ontstaan ​​er vonken met een energie van 2,5 tot 7,5 mJ. De afhankelijkheid van de energie van een elektrische ontlading van het menselijk lichaam en het potentieel van statische elektriciteitsladingen wordt getoond in Fig. 4.
5.1.3. Mechanische (wrijvings)vonken (vonken door impact en wrijving)
De grootte van impact- en wrijvingsvonken, dit zijn stukken metaal of steen die tot het gloeiende punt zijn verhit, is gewoonlijk niet groter dan 0,5 mm, en hun temperatuur ligt binnen het smeltpunt van het metaal. De temperatuur van vonken die worden gevormd tijdens de botsing van metalen die in staat zijn een chemische interactie met elkaar aan te gaan waarbij een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrijkomt, kan het smeltpunt overschrijden en wordt daarom experimenteel of door berekening bepaald.
De hoeveelheid warmte die vrijkomt door een vonk bij het afkoelen vanaf de begintemperatuur T n tot de zelfontbrandingstemperatuur van het brandbare medium T sv wordt berekend met behulp van formule (84), en de koeltijd t wordt als volgt berekend.
De temperatuurverhouding (Qp) wordt berekend met behulp van de formule
(86)
Waar T c - luchttemperatuur, °C.
Warmteoverdrachtscoëfficiënt ( A), W×m-2×K-1, berekend met de formule
(87)
Waar w en - vonkvliegsnelheid, m×s-1.
Vonksnelheid ( w i), gevormd bij de botsing van een vrij vallend lichaam, wordt berekend met behulp van de formule
(88)
en bij het raken van een roterend lichaam volgens de formule
(89)
Waar N- rotatiesnelheid, s-1;
R- straal van het roterende lichaam, m.
De vliegsnelheid van vonken die worden gegenereerd bij het werken met een percussiegereedschap wordt gelijkgesteld aan 16 m×s-1, en van de vonken die worden getroffen bij het lopen in schoenen met metalen hakken of spijkers, 12 m×s-1.
Het Biot-criterium wordt berekend met behulp van de formule
(90)
Waar D en - vonkdiameter, m;
li is de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van het vonkmetaal bij de zelfontbrandingstemperatuur van de brandbare stof ( T sv), Wm -1×K-1.
Volgens de waarden van de relatieve overtemperatuur qп en het criterium IN i wordt bepaald uit de grafiek (figuur 5) door het Fourier-criterium.

Stront. 5

De koeltijd van een metaaldeeltje (t), s, wordt berekend met behulp van de formule
(91)
Waar F 0 - Fourier-criterium;
MET en is de warmtecapaciteit van het vonkmetaal bij de zelfontbrandingstemperatuur van de brandbare stof, J×kg-1×K-1;
ri is de dichtheid van het vonkmetaal bij de zelfontbrandingstemperatuur van de brandbare stof, kg×m-3.
Als er experimentele gegevens zijn over het ontsteekvermogen van wrijvingsvonken, kan een conclusie over hun gevaar voor de geanalyseerde brandbare omgeving worden getrokken zonder berekeningen uit te voeren.
5.1.4. Open vuur en vonken van motoren (ovens)
Het brandgevaar van een vlam wordt bepaald door de intensiteit van het thermische effect (dichtheid hittegolf), impactgebied, oriëntatie (relatieve positie), frequentie en tijd van de impact op brandbare stoffen. De warmtefluxdichtheid van diffusievlammen (lucifer, kaars, gasbrander) is 18-40 kW×m-2, en voorgemengd ( branders, gasbranders) 60-140 kW×m-2 In tabel. Figuur 6 toont de temperatuur- en tijdkarakteristieken van enkele vlammen en caloriearme warmtebronnen.
Tabel 6

Naam van de brandende stof (product) of brandgevaarlijke handeling	Vlamtemperatuur (smeulen of verwarmen), °C	Brandtijd (smeulen), min
Ontvlambare en brandbare vloeistoffen	880	¾
Hout en timmerhout	1000	-
Natuurlijk en vloeibaar gemaakte gassen	1200	-
Lassen van gasmetaal	3150	-
Metaal snijden op gas	1350	-
Smeulende sigaret	320-410	2-2,5
Smeulende sigaret	420¾460	26-30
Brandende lucifer	600¾640	0,33

Een open vlam is niet alleen gevaarlijk bij direct contact met een brandbaar medium, maar ook bij bestraling. Bestralingsintensiteit ( G p), W×m-2, berekend met de formule
(92)
waarbij 5,7 de emissiviteit is van een volledig zwart lichaam, W×m-2×K-4;
epr - verminderde emissiviteit van het systeem
(93)
ef - mate van zwartheid van de fakkel (bij het verbranden van hout is dit 0,7, voor olieproducten is dit 0,85);
eв - de mate van emissiviteit van de bestraalde stof is ontleend aan referentieliteratuur;
T f - temperatuur van de vlam, K,
T sv - temperatuur van de brandbare stof, K;
j1ф is de bestralingscoëfficiënt tussen de emitterende en bestraalde oppervlakken.
De kritische waarden van de bestralingsintensiteit, afhankelijk van de bestralingstijd, voor sommige stoffen staan ​​in de tabel. 7.
Brandgevaar door vonken schoorstenen, ketelruimen, schoorstenen van stoom- en diesellocomotieven, maar ook andere machines, branden worden grotendeels bepaald door hun grootte en temperatuur. Vastgesteld is dat een vonk met een diameter van 2 mm brandgevaarlijk is als deze een temperatuur heeft van ongeveer 1000 °C, met een diameter van 3 mm - 800 °C, en met een diameter van 5 mm - 600 °C.
De warmte-inhoud en afkoeltijd van de vonk tot een veilige temperatuur worden berekend met behulp van formules (76 en 91). In dit geval wordt aangenomen dat de vonkdiameter 3 mm is en wordt de vonkvluchtsnelheid (wi), m×s-1, berekend met behulp van de formule
(94)
waarbij wв de windsnelheid is, m×s-1;
H- pijphoogte, m.
Tabel 7

Materiaal	Minimale bestralingsintensiteit, W×m-2, met bestralingsduur, min
	3	5	15
Hout (dennenvochtgehalte 12%)	18800	16900	13900
Spaanplaat met een dichtheid van 417 kg×m-3	13900	11900	8300
Briket turf	31500	24400	13200
Klomp turf	16600	14350	9800
Katoenvezel	11000	9700	7500
Laminaat	21600	19100	15400
Glasvezel	19400	18600	17400
Glas	22000	19750	17400
Rubber	22600	19200	14800
Steenkool	¾	35000	35000