Elektrische vonktemperatuur. Open vuur, hete verbrandingsproducten en daardoor verwarmde oppervlakken

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) gloeilamp van een gloeilamp.

e) brandende isolatie van een elektrische kabel (draad)

Secundaire blikseminslag

Het gevaar van secundaire blootstelling aan bliksem schuilt in vonkontladingen als gevolg van inductie en elektromagnetische invloed atmosferische elektriciteit aan productieapparatuur, pijpleidingen en constructies bouwen. 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 vonken die verschijnen de brandbare vloeistof doen ontbranden en het gas laten ontploffen (deze mogelijkheid wordt hieronder beoordeeld). Wanneer de beveiliging wordt geactiveerd, blijft de kortsluitstroom bestaan 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 dwarsdoorsnede-oppervlak 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.

Vonk kortsluiting

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 vliegtijd 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.

ONTSTEKINGSBRON - de energiebron die de verbranding in gang zet. Moet voldoende energie, temperatuur en blootstellingsduur hebben.

Zoals eerder opgemerkt, kan verbranding optreden wanneer gas wordt blootgesteld aan verschillende ontstekingsbronnen. Naar aard van oorsprong kunnen ontstekingsbronnen worden geclassificeerd:

• 
  open vuur, hete verbrandingsproducten en daardoor verwarmde oppervlakken;
• 
  thermische manifestaties van mechanische energie;
• 
  thermische manifestaties van elektrische energie;
• 
  thermische manifestaties chemische reacties(van deze groep worden open vuur- en verbrandingsproducten gescheiden in een aparte groep).

Open vuur, hete verbrandingsproducten en daardoor verwarmde oppervlakken

Voor productiedoeleinden worden op grote schaal vuur, verbrandingsovens, reactoren en fakkels voor het verbranden van dampen en gassen gebruikt. Bij het dirigeren reparatiewerkzaamheden Ze gebruiken vaak de vlammen van branders en steekvlammen, gebruiken fakkels om bevroren leidingen te verwarmen en vuren om de grond te verwarmen bij het verbranden van afval. De temperatuur van de vlam, evenals de hoeveelheid warmte die vrijkomt, is voldoende om vrijwel alle brandbare stoffen te ontsteken.

Open vlam. Brandgevaar vlam wordt bepaald door de temperatuur van de toorts en de tijd van zijn invloed op brandbare stoffen. Ontsteking is bijvoorbeeld mogelijk met dergelijke ‘caloriearme’ ontstekingen, zoals een smeulende sigarettenpeuk of sigarettenpeuk, of een aangestoken lucifer (Tabel 1).

Bronnen van open vuur - fakkels - worden vaak gebruikt om een ​​bevroren product te verwarmen, voor verlichting bij het inspecteren van apparatuur in het donker, bijvoorbeeld bij het meten van het vloeistofniveau, bij het maken van vuur in het gebied van objecten met de aanwezigheid van brandbare vloeistoffen en gassen.

Sterk verhitte verbrandingsproducten zijn gasvormige verbrandingsproducten die ontstaan ​​bij de verbranding van vaste, vloeibare en gasvormige stoffen en temperaturen kunnen bereiken van 800-1200oC. Er ontstaat brandgevaar door het vrijkomen van sterk verhitte producten via lekken in het metselwerk van vuurhaarden en rookkanalen.

Industriële ontstekingsbronnen zijn ook vonken die ontstaan ​​tijdens de werking van ovens en motoren. Het zijn vaste hete brandstof- of kalkdeeltjes in een gasstroom, die worden verkregen als gevolg van onvolledige verbranding of mechanische verwijdering van brandbare stoffen en corrosieproducten. De temperatuur van zo'n vast deeltje is vrij hoog, maar de reserve aan thermische energie (W) is klein vanwege de kleine massa van de vonk. Een vonk kan alleen stoffen ontsteken die voldoende zijn voorbereid op verbranding (gas-stoom-luchtmengsels, neergeslagen stof, vezelstoffen).

Vuurhaarden “vonken” vanwege ontwerpfouten; door het gebruik van een soort brandstof waarvoor de vuurhaard niet is ontworpen; als gevolg van toegenomen blazen; als gevolg van onvolledige verbranding van brandstof; als gevolg van onvoldoende verneveling van vloeibare brandstof, evenals als gevolg van het niet naleven van de reinigingstermijnen voor kachels.

Vonken en koolstofafzettingen tijdens de werking van de verbrandingsmotor worden gevormd als gevolg van onjuiste regeling van het brandstoftoevoersysteem en elektrische ontsteking; wanneer brandstof verontreinigd is met smeeroliën en minerale onzuiverheden; tijdens langdurig gebruik van de motor met overbelasting; in geval van overtreding van de deadlines voor het reinigen van het uitlaatsysteem tegen koolstofafzettingen.

Het brandgevaar van vonken uit ketelhuizen, schoorstenen van stoom- en diesellocomotieven, maar ook van andere machines, en branden wordt grotendeels bepaald door hun omvang en temperatuur. Vastgesteld is dat een vonk d = 2 mm brandgevaarlijk is als deze een temperatuur heeft van » 1000°C; d=3mm - 800°C; d = 5 mm - 600°C.

Gevaarlijke thermische manifestaties van mechanische energie

In productieomstandigheden wordt een brandgevaarlijke stijging van de lichaamstemperatuur waargenomen als gevolg van de omzetting van mechanische energie in thermische energie:

• 
  bij inslagen van vaste lichamen (met of zonder vonkenvorming);
• 
  met oppervlaktewrijving van lichamen tijdens hun onderlinge beweging;
• 
  bij bewerking harde materialen snijgereedschap;
• 
  bij het comprimeren van gassen en het persen van kunststoffen.

De mate van verwarming van lichamen en de mogelijkheid van het verschijnen van een ontstekingsbron hangt af van de omstandigheden voor de overgang van mechanische energie naar thermische energie.

Vonken die ontstaan ​​door de inslag van vaste lichamen.

De grootte van impact- en wrijvingsvonken, een stuk metaal of steen dat tot het gloeiende punt is verhit, is gewoonlijk niet groter dan 0,5 mm. De vonktemperatuur van ongelegeerd staal met een lage hoek kan het smeltpunt van het metaal bereiken (ongeveer 1550°C).

In industriële omstandigheden ontbranden acetyleen, ethyleen, waterstof, koolmonoxide, koolstofdisulfide, methaan-luchtmengsels en andere stoffen door de impact van vonken.

Hoe meer zuurstof in het mengsel, hoe intenser de vonk brandt, hoe hoger de ontvlambaarheid van het mengsel. De vonk die wegvliegt, ontsteekt het stof-luchtmengsel niet direct, maar als hij neergeslagen stof of vezelig materiaal raakt, zal dit het verschijnen van smeulende centra veroorzaken. Zo ontstaat in korenmolens, weverijen en katoenspinnerijen ongeveer 50% van alle branden door vonken die worden gegenereerd door de inslag van vaste lichamen.

Vonken die ontstaan ​​wanneer aluminium lichamen een geoxideerd staaloppervlak raken, leiden tot een chemische reactie waarbij een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrijkomt.

Vonken die ontstaan ​​wanneer metaal of stenen auto's raken.

In machines met mixers, brekers, mixers en andere kunnen er vonken ontstaan ​​als er stukjes metaal of stenen in de producten terechtkomen die worden verwerkt. Vonken worden ook gevormd wanneer de bewegende mechanismen van machines hun stilstaande onderdelen raken. In de praktijk komt het vaak voor dat de rotor van een centrifugaalventilator in botsing komt met de wanden van de behuizing of de naald- en messentrommels van vezelscheidings- en verstrooiingsmachines, die snel draaien en stilstaande stalen roosters raken. In dergelijke gevallen wordt vonkvorming waargenomen. Het is ook mogelijk als gevolg van een onjuiste afstelling van de spelingen, vervorming en trillingen van de assen, slijtage van lagers, vervormingen en onvoldoende bevestiging van het snijgereedschap op de assen. 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.

Ontsteking van een brandbaar medium door oververhitting door wrijving.

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. Bij normale werking en goede werking van de schurende onderdelen wordt de vrijkomende warmte door een speciaal koelsysteem direct afgevoerd en tevens afgevoerd naar de omgeving. Een toename van de warmteontwikkeling of een afname van de warmteafvoer en het warmteverlies leidt tot een verhoging van de temperatuur van de wrijflichamen. Om deze reden vindt ontsteking van een brandbaar medium of materialen plaats door oververhitting van machinelagers, strak aangedraaide oliekeerringen, trommels en transportbanden, katrollen en aandrijfriemen, vezelmateriaal wanneer ze op de assen van roterende machines en apparaten worden gewikkeld.

In dit opzicht zijn de glijlagers van zwaarbelaste en hogesnelheidsassen het meest brandgevaarlijk. Slechte kwaliteit smering van werkoppervlakken, hun vervuiling, verkeerde uitlijning van assen, overbelasting van machines en overmatig aanspannen van lagers - dit alles kan overbelasting veroorzaken. Heel vaak raakt het lagerhuis vervuild met afzettingen van brandbaar stof. Dit schept ook omstandigheden waarin ze oververhit kunnen raken.

In installaties waar vezelmaterialen worden gebruikt of verwerkt, ontbranden ze wanneer ze op roterende eenheden worden gewikkeld (spinnerijen, vlasmolens, bediening van maaidorsers). 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, verkoling en ontsteking.

Warmte die vrijkomt wanneer gassen worden gecomprimeerd.

Er komt een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrij wanneer gassen worden gecomprimeerd als gevolg van intermoleculaire beweging. Het falen of ontbreken van het koelsysteem van de compressor kan bij een explosie tot vernietiging leiden.

Gevaarlijke thermische manifestaties van chemische reacties

Bij de productie- en opslagomstandigheden van chemicaliën wordt een groot aantal van dergelijke chemische verbindingen aangetroffen, waarvan het contact met lucht of water, evenals wederzijds contact met elkaar, brand kan veroorzaken.

1) Chemische reacties die optreden bij het vrijkomen van een aanzienlijke hoeveelheid warmte brengen een potentieel risico op brand of explosie met zich mee, aangezien er een mogelijk ongecontroleerd verwarmingsproces plaatsvindt van reagerende, nieuw gevormde of nabijgelegen brandbare stoffen.

2) Stoffen die spontaan ontvlambaar zijn en spontaan ontbranden bij contact met lucht.

3) Vaak kunnen stoffen die zich in het apparaat bevinden, vanwege de omstandigheden van het technologische proces, worden verwarmd tot een temperatuur die hoger is dan hun zelfontbrandingstemperatuur. De producten van gaspyrolyse bij de productie van ethyleen uit aardolieproducten hebben dus een zelfontbrandingstemperatuur in het bereik van 530 - 550 ° C en verlaten de pyrolyse-ovens bij een temperatuur van 850 ° C. Stookolie met een zelfontbrandingstemperatuur van 380 – 420°C wordt in thermische kraakinstallaties verwarmd tot 500°C; butaan en butyleen, die een zelfontbrandingstemperatuur hebben van respectievelijk 420°C en 439°C, worden bij de productie van butadieen opgewarmd tot 550 - 650°C, enz. Wanneer deze stoffen naar buiten ontsnappen, ontbranden ze spontaan.

4) Soms hebben stoffen in technologische processen zeer lage temperatuur zelfontbranding:

Triethylaluminium - Al (C2H5)3 (-68°C);

Diethylaluminiumchloride - Al (C2H5)2Сl (-60°С);

Triisobutylaluminium (-40°C);

Waterstoffluoride, vloeibaar en witte fosfor- onder kamertemperatuur.

5) Veel stoffen kunnen spontaan ontbranden wanneer ze in contact komen met lucht. Zelfontbranding begint bij een bepaalde temperatuur omgeving of na wat voorverwarmen. Dergelijke stoffen zijn onder meer plantaardige oliën en vetten, ijzerzwavelverbindingen, sommige soorten roet, poedervormige stoffen (aluminium, zink, titanium, magnesium, enz.), hooi, graan in silo's, enz.

Contact van zelfontbrandende chemicaliën met lucht treedt meestal op als containers beschadigd zijn, vloeistof gemorst is, stoffen verpakt zijn, tijdens het drogen, open opslag vaste stof, evenals vezelachtige materialen, bij het pompen van vloeistoffen uit tanks, wanneer er zelfontbrandende afzettingen in de tanks aanwezig zijn.

Stoffen die ontbranden bij interactie met water.

In industriële installaties is er een aanzienlijke hoeveelheid stoffen die ontvlambaar zijn bij interactie met water. De warmte die vrijkomt tijdens dit proces kan ontsteking veroorzaken van brandbare stoffen die worden gevormd of grenzen aan de reactiezone. Stoffen die bij contact met water ontbranden of verbranding veroorzaken, zijn onder meer alkalimetalen, calciumcarbide, alkalimetaalcarbiden, natriumsulfide, enz. Veel van deze stoffen vormen bij interactie met water brandbare gassen die ontbranden door de reactiewarmte:

2K +2H2O=KOH+H2+Q.

Wanneer een kleine hoeveelheid (3...5 g) kalium en natrium interageert met water, stijgt de temperatuur boven 600...650oC. Als ze interageren grote hoeveelheden, explosies vinden plaats met spatten van gesmolten metaal. Bij verspreiding ontbranden alkalimetalen in vochtige lucht.

Sommige stoffen, zoals ongebluste kalk, zijn niet brandbaar, maar de hitte van hun reactie met water kan nabijgelegen brandbare materialen verhitten tot het punt van zelfontbranding. Wanneer water dus in contact komt met ongebluste kalk, kan de temperatuur in de reactiezone oplopen tot 600°C:

Ca + H2O = Ca(BOH)2 + Q.

Er zijn gevallen bekend van branden in pluimveestallen waar hooi als strooisel werd gebruikt. Er ontstonden branden nadat pluimveestallen met ongebluste kalk waren behandeld.

Contact met water van organoaluminiumverbindingen is gevaarlijk, omdat hun interactie met water plaatsvindt met een explosie. Wanneer wordt geprobeerd dergelijke stoffen met water of schuim te blussen, kan een intensivering van een begonnen brand of explosie optreden.

Ontsteking van chemische stoffen bij contact vindt plaats wanneer oxidatiemiddelen inwerken op organische stoffen. Chloor, broom, fluor, stikstofoxiden, salpeterzuur, zuurstof en vele andere stoffen werken als oxidatiemiddelen.

Oxidatiemiddelen zullen bij interactie met organische stoffen ervoor zorgen dat deze ontbranden. Sommige mengsels van oxidatiemiddelen en brandbare stoffen kunnen ontbranden bij blootstelling aan zwavel- of salpeterzuur of een kleine hoeveelheid vocht.

De reactie tussen het oxidatiemiddel en de ontvlambare stof wordt vergemakkelijkt door het malen van de stoffen, de verhoogde begintemperatuur ervan, evenals de aanwezigheid van initiatoren van het chemische proces. In sommige gevallen zijn de reacties explosief.

Stoffen die ontbranden of exploderen bij verhitting of mechanische beïnvloeding.

Sommige chemicaliën onstabiel van aard, in staat om na verloop van tijd te ontbinden onder invloed van temperatuur, wrijving, impact en andere factoren. Dit zijn in de regel endotherme verbindingen en het proces van hun ontbinding gaat gepaard met het vrijkomen van een grote of minder hoeveelheid warmte. Deze omvatten nitraten, peroxiden, hydroperoxiden, carbiden van sommige metalen, acetyleniden, acetyleen, enz.

Overtredingen van technologische regelgeving, gebruik of opslag van dergelijke stoffen, of de invloed van een warmtebron daarop, kunnen leiden tot explosieve ontbinding ervan.

Acetyleen is gevoelig voor explosieve ontleding onder invloed van verhoogde temperatuur en druk.

Thermische manifestaties van elektrische energie

Als de elektrische apparatuur niet overeenkomt met de aard van de technologische omgeving, evenals in geval van niet-naleving van de bedieningsregels van deze elektrische apparatuur, kan er tijdens de productie brand- en explosiegevaar ontstaan. Brand- en explosiegevaren ontstaan ​​in productieprocessen tijdens kortsluitingen, defecten aan de isolatielaag, oververhitting van elektromotoren en schade aan bepaalde ruimtes elektrische netwerken, tijdens vonkontladingen van statische en atmosferische elektriciteit, enz.

Lozingen van atmosferische elektriciteit omvatten:

• 
  Directe blikseminslag. Het gevaar van een directe blikseminslag schuilt in het contact van de GE met het bliksemkanaal, waarbij de temperatuur 2000 ° C bereikt met een actietijd van ongeveer 100 μs. Alle brandbare mengsels ontbranden door een directe blikseminslag.
• 
  Secundaire manifestaties van bliksem. Het gevaar van secundaire manifestaties van bliksem bestaat uit vonkontladingen die ontstaan ​​als gevolg van inductie en elektromagnetische invloed atmosferische elektriciteit op productieapparatuur, pijpleidingen en bouwconstructies. De vonkontladingsenergie bedraagt ​​meer dan 250 mJ en is voldoende om brandbare stoffen vanaf Wmin = 0,25 J te ontsteken.
• 
  Hoog potentieel slippen. Een hoog potentieel wordt via metalen communicatie naar een gebouw overgebracht, niet alleen wanneer deze rechtstreeks door de bliksem wordt getroffen, maar ook wanneer de communicatie zich in de directe nabijheid van de bliksemafleider bevindt. Als de veilige afstanden tussen de bliksemafleider en de communicatie niet worden nageleefd, bereikt de energie van mogelijke vonkontladingen waarden van 100 J of meer. Dat wil zeggen, het is voldoende om bijna alle brandbare stoffen te ontsteken.

Thermisch effect van kortsluitstromen. Als gevolg van een kortsluiting ontstaat er een thermisch effect op de geleider, die opwarmt tot hoge temperaturen en een brandbaar medium kan zijn.

Elektrische vonken (metaaldruppels). Elektrische vonken worden gevormd tijdens een kortsluiting in elektrische bedrading, elektrisch lassen en wanneer de elektroden van elektrische gloeilampen voor algemeen gebruik smelten.

De grootte van metaaldruppels tijdens kortsluiting van elektrische bedrading en het smelten van de gloeidraad van elektrische lampen bereikt 3 mm, en tijdens elektrisch lassen 5 mm. De boogtemperatuur tijdens elektrisch lassen bereikt 4000 °C, dus de boog zal een ontstekingsbron zijn voor alle brandbare stoffen.

Elektrische gloeilampen. Het brandgevaar van lampen is te wijten aan de mogelijkheid van contact tussen de brandbare lamp en de gloeilamp van een elektrische gloeilamp, verwarmd boven de zelfontbrandingstemperatuur van de armatuur. De verwarmingstemperatuur van een gloeilamp hangt af van het vermogen, de grootte en de locatie in de ruimte.

Vonken van statische elektriciteit. Ontladingen van statische elektriciteit kunnen worden gevormd tijdens het transport van vloeistoffen, gassen en stof, tijdens stoten, slijpen, spuiten en soortgelijke processen van mechanische invloed op materialen en stoffen die diëlektrica zijn.

Conclusie: Om de veiligheid te garanderen van technologische processen waarbij contact van brandbare stoffen met ontstekingsbronnen mogelijk is, is het noodzakelijk om precies hun aard te kennen om impact op het milieu te voorkomen.

Vraag 2: Preventieve maatregelen om de impact van ontstekingsbronnen op de brandbare omgeving uit te sluiten.;

Brandbestrijdingsmaatregelen die contact van een brandbaar medium (FME) met open vuur en hete verbrandingsproducten uitsluiten.

Om de brand- en explosieveiligheid van technologische processen, processen van verwerking, opslag en transport van stoffen en materialen te garanderen, is het noodzakelijk om technische en technische maatregelen te ontwikkelen en te implementeren die de vorming of introductie van een ontstekingsbron in het gassysteem voorkomen.

Zoals eerder opgemerkt kan niet elk verwarmd lichaam een ​​ontstekingsbron zijn, maar alleen die verwarmde lichamen die in staat zijn een bepaald volume van het brandbare mengsel te verwarmen tot bepaalde temperatuur, wanneer de snelheid van warmteafgifte gelijk is aan of groter is dan de snelheid van warmteafvoer uit de reactiezone. In dit geval de kracht en de duur thermische invloed De bron moet zodanig zijn dat de kritische omstandigheden die nodig zijn voor de vorming van een vlammenfront gedurende een bepaalde tijd behouden blijven. Daarom is het, als je deze omstandigheden (voorwaarden voor de vorming van IZ) kent, mogelijk om dergelijke omstandigheden te creëren voor het uitvoeren van technologische processen die de mogelijkheid van de vorming van ontstekingsbronnen zouden uitsluiten. In gevallen waarin niet aan de veiligheidsvoorwaarden wordt voldaan, worden technische en technische oplossingen geïntroduceerd die het mogelijk maken om contact van het hydraulische systeem met ontstekingsbronnen uit te sluiten.

De belangrijkste technische en technische oplossing die contact van een brandbaar medium met open vuur, hete verbrandingsproducten en sterk verwarmde oppervlakken voorkomt, is door ze te isoleren van mogelijk contact, zowel tijdens normaal gebruik van de apparatuur als tijdens ongevallen.

Bij het ontwerpen van technologische processen met de aanwezigheid van "vuur" -apparaten (buisovens, reactoren, fakkels), is het noodzakelijk om te zorgen voor de isolatie van deze installaties tegen de mogelijke botsing van brandbare dampen en gassen ermee. Dit wordt bereikt:

• 
  plaatsing van installaties in afgesloten ruimtes, gescheiden van andere apparaten;
• 
  plaatsing in open ruimtes tussen “afvuur”-apparatuur en brandgevaarlijke installaties van beschermende barrières. Plaatsing bijvoorbeeld gesloten structuren, die als barrières fungeren.
• 
  naleving van brandwerende gereguleerde openingen tussen apparaten;
• 
  het gebruik van stoomgordijnen in gevallen waarin het onmogelijk is een brandveilige afstand te garanderen;
• 
  zorgen voor een veilig ontwerp van fakkelbranders met continue verbrandingsinrichtingen, waarvan het diagram wordt getoond in Fig. 1.

Figuur 1 - Fakkel voor verbrandingsgassen: 1 - waterdamptoevoerleiding; 2 - ontstekingslijn van de volgende brander; 3 - gastoevoerleiding naar de volgende brander; 4 - brander; 5 - fakkelloop; 6 - brandvanger; 7 - scheider; 8 - lijn waardoor gas wordt toegevoerd voor verbranding.

Het ontsteken van het gasmengsel in de volgende brander wordt uitgevoerd met behulp van de zogenaamde vlam die loopt (het eerder bereide brandbare mengsel wordt ontstoken door een elektrische ontsteker en de vlam, die naar boven beweegt, ontsteekt het brandergas). Om de vorming van rook en vonken te verminderen, wordt waterdamp aan de toortsbrander toegevoerd.

• 
  met uitzondering van de vorming van "caloriearme" IZ (in faciliteiten is roken alleen toegestaan ​​in speciaal uitgeruste ruimtes).
• 
  gebruiken warm water of waterdamp om bevroren gebieden te verwarmen technologische apparatuur in plaats van fakkels (uitrusten van open parkeerplaatsen met heteluchttoevoersystemen) of inductieverhitters.
• 
  het reinigen van pijpleidingen en ventilatiesystemen van brandbare afzettingen met behulp van een brandwerend middel (stomen en mechanische reiniging). In uitzonderlijke gevallen is het toegestaan ​​afval te verbranden na het ontmantelen van leidingen op speciaal daartoe aangewezen plaatsen vaste plaatsen het uitvoeren van heet werk.
• 
  het bewaken van de staat van het metselwerk van rookkanalen tijdens de werking van vuurhaarden en verbrandingsmotoren, om lekken en doorbranden van uitlaatpijpen te voorkomen.
• 
  bescherming van sterk verwarmde oppervlakken van technologische apparatuur (returbende kamers) door thermische isolatie met beschermhoezen. Extreem toegestane temperatuur oppervlakken mogen niet hoger zijn dan 80% van de zelfontbrandingstemperatuur van brandbare stoffen die bij de productie worden gebruikt.
• 
  het voorkomen van gevaarlijke vonken uit ovens en motoren. In de praktijk wordt dit beschermingsgebied bereikt door de vorming van vonken te voorkomen en speciale apparaten te gebruiken om deze op te vangen en te doven. Om de vorming van vonken te voorkomen, dient u te zorgen voor: automatisch onderhoud optimale temperatuur brandbaar mengsel geleverd voor verbranding; automatische regeling optimale verhouding tussen brandstof en lucht in het brandbare mengsel; preventie van langdurige werking van ovens en motoren in geforceerde modus, met overbelasting; gebruik van de soorten brandstof waarvoor de vuurhaard en de motor zijn ontworpen; systematische reiniging interne oppervlakken vuurhaarden, rookkanalen van roet en uitlaatspruitstukken van motoren door kool-olieafzettingen, enz.

Voor het opvangen en doven van vonken die worden gevormd tijdens de werking van ovens en motoren, worden vonkenvangers en vonkenvangers gebruikt, waarvan de werking gebaseerd is op het gebruik van de zwaartekracht (sedimentkamers), traagheid (kamers met scheidingswanden, mazen, mondstukken) , centrifugale krachten (cycloon- en turbine-vortexkamers).

De meest voorkomende in de praktijk zijn vonkenvangers van zwaartekracht, traagheid en centrifugaal type. Ze worden bijvoorbeeld toegepast in rookkanalen van rookgasdrogers, uitlaatsystemen van auto's en tractoren.

Om ervoor te zorgen diepe reiniging Om rookgassen in de praktijk te beschermen tegen vonken worden vaak niet één, maar meerdere verschillende soorten vonkenvangers en vonkenvangers gebruikt, die in serie met elkaar zijn verbonden. Het meertraps vonkenvangen en blussen heeft zich bijvoorbeeld betrouwbaar bewezen in technologische processen drogen van vermalen brandbare materialen, waarbij rookgassen vermengd met lucht als koelmiddel worden gebruikt.

Brandveiligheidsmaatregelen die gevaarlijke thermische manifestaties van mechanische energie elimineren

Het voorkomen van de vorming van ontstekingsbronnen als gevolg van gevaarlijke thermische effecten van mechanische energie is een urgente taak bij explosie- en brandgevaarlijke faciliteiten, evenals bij faciliteiten waar stof en vezels worden gebruikt of verwerkt.

Om de vorming van vonken tijdens botsingen en het vrijkomen van warmte tijdens wrijving te voorkomen, worden de volgende organisatorische en technische oplossingen gebruikt:

Gebruik van vonkvrij gereedschap. Op plaatsen waar explosieve mengsels van dampen of gassen kunnen ontstaan, is het noodzakelijk explosieveilig gereedschap te gebruiken. Instrumenten gemaakt van brons, fosforbrons, messing, beryllium, etc. worden als intrinsiek veilig beschouwd.

Voorbeeld: 1. Vonkvrije remschoenen voor spoorwegen. tanks.2. Messing gereedschap voor het openen van calciumcarbidevaten in acetyleenstations.

Het gebruik van magnetische, zwaartekracht- of traagheidsvangers. Om ruw katoen van stenen te verwijderen voordat het in machines wordt ingevoerd, worden dus zwaartekracht- of traagheidssteenvangers geïnstalleerd. Metaalverontreinigingen in bulk- en vezelmaterialen worden ook opgevangen door magnetische scheiders. Dergelijke apparaten worden veel gebruikt bij de productie van meel en granen, maar ook in diervoederfabrieken.

Als het gevaar bestaat dat vaste, niet-magnetische onzuiverheden in de machine terechtkomen, voeren ze eerst een zorgvuldige sortering van de grondstoffen uit, en ten tweede wordt het binnenoppervlak van de machines, waar deze onzuiverheden tegenaan kunnen botsen, bekleed zacht metaal, rubber of kunststof.

Voorkomen van impacts van bewegende machinemechanismen op hun stationaire onderdelen. De belangrijkste brandpreventiemaatregelen gericht op het voorkomen van de vorming van stoot- en wrijvingsvonken komen neer op het zorgvuldig afstellen en balanceren van assen, de juiste keuze van lagers, het controleren van de grootte van de openingen tussen bewegende en stationaire delen van machines, hun betrouwbare bevestiging, wat uitsluit de mogelijkheid van longitudinale bewegingen; het voorkomen van overbelasting van de machine.

Aanbrengen van vonkvrije vloeren in brand- en explosiegevaarlijke ruimtes. Er worden strengere eisen gesteld aan de intrinsieke veiligheid productie lokalen met de aanwezigheid van acetyleen, ethyleen, koolmonoxide, koolstofdisulfide, enz., waarvan de vloeren en oppervlakken zijn gemaakt van een materiaal dat geen vonken veroorzaakt, of zijn bekleed met rubberen matten, paden, enz.

Voorkomen van verbranding van stoffen in gebieden met intense warmteontwikkeling als gevolg van wrijving. Voor dit doel worden, om oververhitting van de lagers te voorkomen, de glijlagers vervangen door wentellagers (waar een dergelijke mogelijkheid bestaat). In andere gevallen wordt automatische controle van hun verwarmingstemperatuur uitgevoerd. Visuele temperatuurcontrole wordt uitgevoerd door het aanbrengen van warmtegevoelige verf, die van kleur verandert wanneer het lagerhuis wordt verwarmd.

Het voorkomen van oververhitting van lagers wordt ook bereikt door: automatische koelsystemen uit te rusten met olie of water als koelvloeistof; tijdig en van hoge kwaliteit technisch onderhoud(systematische smering, voorkomen van te strak aandraaien, elimineren van vervormingen, reinigen van het oppervlak tegen vervuiling).

Om oververhitting en brand van transportbanden en aandrijfriemen te voorkomen, mag er niet met overbelasting worden gewerkt; u moet de mate van spanning van de tape, riem en hun toestand controleren. Vermijd het blokkeren van de elevatorschoenen met producten, het vervormen van de banden en het wrijven ervan tegen de behuizingen. Bij het gebruik van krachtige, hoogwaardige transportbanden en liften kunnen apparaten en apparaten worden gebruikt die automatisch signaleren bij het werken met overbelasting en de beweging van de band stoppen wanneer de liftschoen geblokkeerd is.

Om te voorkomen dat vezelmaterialen op de roterende assen van machines wikkelen, is het noodzakelijk om ze te beschermen tegen directe botsingen met de verwerkte materialen door het gebruik van bussen, cilindrische en conische omhulsels, geleiders, geleidestangen, anti-windschermen, enz. Bovendien wordt een minimale opening ingesteld tussen de astappen en de lagers; er wordt systematisch toezicht gehouden op de assen waar zich mogelijk windingen bevinden, ze worden tijdig gereinigd van vezels en ze worden beschermd met speciale scherpe messen tegen kronkelen die de vezel snijden die wordt opgewonden. Schepmachines bij vlasfabrieken beschikken bijvoorbeeld over een dergelijke bescherming.

Voorkomen van oververhitting van compressoren bij het comprimeren van gassen.

Het voorkomen van oververhitting van de compressor wordt verzekerd door het gascompressieproces in verschillende fasen te verdelen; opstelling van gaskoelsystemen bij elke compressietrap; het installeren van een veiligheidsklep op de persleiding stroomafwaarts van de compressor; automatische controle en het regelen van de temperatuur van het gecomprimeerde gas door het veranderen van de stroomsnelheid van het koelmiddel dat naar de koelkasten wordt gevoerd; automatisch systeem blokkering, die ervoor zorgt dat de compressor wordt uitgeschakeld bij een verhoging van de gasdruk of temperatuur in de persleidingen; het reinigen van het warmtewisselingsoppervlak van koelkasten en de interne oppervlakken van pijpleidingen van koolstof- en olieafzettingen.

Voorkomen van de vorming van ontstekingsbronnen tijdens thermische manifestaties van chemische reacties

Om de ontbranding van ontvlambare stoffen als gevolg van chemische interactie bij contact met een oxidatiemiddel, water, te voorkomen, is het noodzakelijk om ten eerste de redenen te kennen die tot een dergelijke interactie kunnen leiden, en ten tweede de chemie van de processen van zelfontbranding. ontsteking en zelfontbranding. Kennis van de oorzaken en omstandigheden voor de vorming van gevaarlijke thermische manifestaties van chemische reacties stelt ons in staat effectieve brandbestrijdingsmaatregelen te ontwikkelen die het voorkomen ervan uitsluiten. Daarom zijn de belangrijkste brandbestrijdingsmaatregelen die gevaarlijke thermische manifestaties van chemische reacties voorkomen:

Betrouwbare dichtheid van de apparaten, waardoor contact van stoffen die boven de zelfontbrandingstemperatuur worden verwarmd, evenals stoffen met een lage zelfontbrandingstemperatuur, met lucht wordt uitgesloten;

Preventie van zelfontbranding van stoffen door de snelheid van chemische reacties en biologische processen te verminderen, en door de omstandigheden voor warmteaccumulatie te elimineren;

Het verminderen van de snelheid van chemische reacties en biologische processen wordt op verschillende manieren uitgevoerd: het beperken van de vochtigheid tijdens de opslag van stoffen en materialen; het verlagen van de opslagtemperatuur van stoffen en materialen (bijvoorbeeld graan, voer) door kunstmatige koeling; opslag van stoffen in een omgeving met een laag zuurstofgehalte; het verminderen van het specifieke contactoppervlak van zelfontbrandende stoffen met lucht (briketteren, granuleren van poedervormige stoffen); gebruik van antioxidanten en conserveermiddelen (bewaren van mengvoer); het elimineren van contact met lucht en chemisch actieve stoffen (peroxideverbindingen, zuren, logen, enz.) door zelfontbrandende stoffen afzonderlijk op te slaan in afgesloten containers.

Weten geometrische afmetingen stapels en de begintemperatuur van de stof, kunt u de veilige opslagperiode bepalen.

Het elimineren van omstandigheden van warmteaccumulatie wordt op de volgende manier uitgevoerd:

• 
  het beperken van de omvang van stapels, caravans of hopen opgeslagen stoffen;
• 
  actieve luchtventilatie (hooi en ander vezelig plantaardig materiaal);
• 
  periodiek mengen van stoffen tijdens langdurige opslag;
• 
  het verminderen van de intensiteit van de vorming van brandbare afzettingen in procesapparatuur met behulp van vangapparatuur;
• 
  periodieke reiniging van procesapparatuur tegen zelfontbrandende brandbare afzettingen;

Voorkomen van ontbranding van stoffen bij contact met elkaar. Branden door het ontbranden van stoffen bij contact met elkaar worden voorkomen door afzonderlijke opslag en door de oorzaken van hun noodvrijgave uit apparaten en pijpleidingen te elimineren.

Eliminatie van ontsteking van stoffen als gevolg van zelfontleding tijdens verwarming of mechanische impact. Het voorkomen van ontsteking van stoffen die vatbaar zijn voor explosieve ontleding wordt verzekerd door bescherming tegen verhitting kritische temperaturen, mechanische invloeden (schokken, wrijving, druk, enz.).

Preventie van het optreden van ontstekingsbronnen door thermische manifestaties van elektrische energie

Het voorkomen van gevaarlijke thermische manifestaties van elektrische energie wordt verzekerd door:

• 
  juiste keuze van het niveau en type explosiebeveiliging van elektromotoren en besturingsapparatuur, andere elektrische en hulpapparatuur in overeenstemming met de brand- of explosiegevarenklasse van de zone, categorie en groep van het explosieve mengsel;
• 
  periodiek testen van de isolatieweerstand van elektrische netwerken en elektrische machines conform het preventief onderhoudsschema;
• 
  bescherming van elektrische apparatuur tegen kortsluitstromen (kortsluiting) (gebruik van snelle zekeringen of stroomonderbrekers);
• 
  preventie van technologische overbelasting van machines en apparaten;
• 
  preventie van hoge transiënte weerstanden door systematische evaluatie en reparatie van het contactgedeelte van elektrische apparatuur;
• 
  het elimineren van ontladingen van statische elektriciteit door technologische apparatuur te aarden, de luchtvochtigheid te verhogen of antistatische onzuiverheden te gebruiken op de meest waarschijnlijke plaatsen waar ladingen worden gegenereerd, de omgeving in apparaten te ioniseren en de bewegingssnelheid van vloeistoffen die onder stroom staan ​​te beperken;
• 
  bescherming van gebouwen, constructies, vrijstaande apparaten tegen directe blikseminslagen met bliksemafleiders en bescherming tegen de secundaire effecten ervan.

Brandpreventiemaatregelen in bedrijven mogen niet worden verwaarloosd. Omdat eventuele besparingen op brandbeveiliging onevenredig klein zullen zijn in vergelijking met de verliezen bij een brand die om deze reden ontstaat.

Conclusie van de les:

Het wegnemen van de impact van de ontstekingsbron op stoffen en materialen is één van de belangrijkste maatregelen om het ontstaan ​​van brand te voorkomen. Op die locaties waar het niet mogelijk is de vuurlast te elimineren, speciale aandacht wordt gegeven aan het elimineren van de ontstekingsbron.

4.9. Op basis van de verzamelde gegevens wordt de veiligheidsfactor berekend K s in de volgende volgorde.
4.9.1. Bereken de gemiddelde bestaansduur van een brand- en explosiegevaarlijke gebeurtenis (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.
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 van de warmte die wordt overgedragen naar de brandbare stof 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 de smelttemperatuur 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 gelijk gesteld 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 (warmtefluxdichtheid), het impactgebied, de oriëntatie (relatieve positie), de frequentie en de tijd van de impact ervan op brandbare stoffen. De warmtestroomdichtheid van diffusievlammen (lucifers, kaarsen, gasbranders) is 18-40 kW×m-2, en voorgemengde vlammen (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	-
Gaslassen metaal	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 ermee brandbare omgeving, maar ook wanneer het wordt bestraald. 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
Kolen	¾	35000	35000

Een vonkontlading treedt op in gevallen waarin de elektrische veldsterkte een doorslagwaarde bereikt voor een bepaald gas. voor lucht bij atmosferische druk het gaat over. Naarmate de druk toeneemt, neemt deze toe. Volgens de experimentele wet van Paschen is de verhouding tussen de veldsterkte en de druk ongeveer constant:

Een vonkontlading gaat gepaard met de vorming van een helder gloeiend, kronkelig, vertakt kanaal waardoor een korte puls van hoge stroom stroomt. Een voorbeeld zou bliksem zijn; de lengte kan oplopen tot 10 km, de kanaaldiameter is maximaal 40 cm, de stroomsterkte kan 100.000 ampère of meer bereiken, de pulsduur is ongeveer .

Elke bliksem bestaat uit meerdere (tot 50) pulsen die hetzelfde kanaal volgen; hun totale duur (samen met de intervallen tussen pulsen) kan enkele seconden bedragen. De temperatuur van het gas in het vonkkanaal kan oplopen tot 10.000 K. Snelle sterke verhitting van het gas leidt tot een sterke drukverhoging en het optreden van shock- en geluidsgolven. Daarom gaat de vonkontlading gepaard met geluidsverschijnselen - van een zwak knetterend geluid bij het vonken laag vermogen naar het gerommel van de donder dat de bliksem begeleidt.

Het optreden van een vonk wordt voorafgegaan door de vorming van een sterk geïoniseerd kanaal in het gas, een zogenaamde streamer. Dit kanaal wordt verkregen door individuele elektronenlawines te blokkeren die optreden langs het pad van de vonk. De grondlegger van elke lawine is een elektron dat wordt gevormd door foto-ionisatie. Het streamerontwikkelingsdiagram wordt getoond in Fig. 87,1. Laat de veldsterkte zodanig zijn dat een elektron dat door een bepaald proces uit de kathode wordt uitgestoten, energie verkrijgt die voldoende is voor ionisatie op zijn gemiddelde vrije pad.

Daarom vermenigvuldigen de elektronen zich - er treedt een lawine op (de positieve ionen die in dit geval worden gevormd spelen geen significante rol vanwege hun veel lagere mobiliteit; ze bepalen alleen de ruimtelading, waardoor een potentiële herverdeling ontstaat). Kortegolfstraling uitgezonden door een atoom waaruit tijdens ionisatie een van de interne elektronen is verwijderd (deze straling is in het diagram weergegeven door golvende lijnen) veroorzaakt foto-ionisatie van moleculen, en de resulterende elektronen genereren steeds meer lawines. Nadat de lawines elkaar overlappen, wordt een goed geleidend kanaal gevormd - een streamer, waardoor een krachtige stroom elektronen van de kathode naar de anode snelt - er vindt afbraak plaats.

Als de elektroden een vorm hebben waarin het veld in de ruimte tussen de elektroden ongeveer uniform is (ze zijn bijvoorbeeld behoorlijk grote diameter), dan vindt er een doorslag plaats bij een zeer specifieke spanning, waarvan de waarde afhangt van de afstand tussen de ballen. Dit is de basis van de vonkvoltmeter, die wordt gebruikt om hoogspanning te meten. Tijdens metingen wordt bepaald op welke afstand een vonk het grootst is. Vermenigvuldig vervolgens met om de waarde van de gemeten spanning te verkrijgen.

Als een van de elektroden (of beide) een zeer grote kromming heeft (een dun draadje of een punt dient bijvoorbeeld als elektrode), dan ontstaat er bij een niet te hoge spanning een zogenaamde corona-ontlading. Naarmate de spanning toeneemt, verandert deze ontlading in een vonk of boog.

Tijdens een corona-ontlading vinden ionisatie en excitatie van moleculen niet plaats in de gehele interelektroderuimte, maar alleen nabij de elektrode met een kleine kromtestraal, waar de veldsterkte waarden bereikt die gelijk zijn aan of groter zijn dan . In dit deel van de ontlading gloeit het gas. De gloed heeft het uiterlijk van een corona die de elektrode omringt, wat aanleiding geeft tot de naam van dit type ontlading. De corona-ontlading vanaf de punt heeft het uiterlijk van een lichtgevende borstel en wordt daarom ook wel een borstelontlading genoemd. Afhankelijk van het teken van de corona-elektrode spreken ze van positieve of negatieve corona. Tussen de coronalaag en de niet-corona-elektrode bevindt zich een buitenste coronagebied. De doorslagmodus bestaat alleen binnen de coronalaag. Daarom kunnen we zeggen dat de corona-ontlading een onvolledige afbraak van de gaskloof is.

Bij een negatieve corona zijn de verschijnselen aan de kathode vergelijkbaar met die aan de kathode van een glimontlading. Positieve ionen die door het veld worden versneld, schakelen elektronen uit de kathode uit, wat ionisatie en excitatie van moleculen in de coronalaag veroorzaakt. In het buitenste gebied van de corona is het veld niet voldoende om elektronen te voorzien van de energie die nodig is om moleculen te ioniseren of te exciteren.

Daarom drijven elektronen die in dit gebied binnendringen onder invloed van nul naar de anode. Sommige elektronen worden opgevangen door moleculen, wat resulteert in de vorming van negatieve ionen. De stroom in het externe gebied wordt dus alleen bepaald door negatieve dragers - elektronen en negatieve ionen. In deze regio is de afvoer niet zelfvoorzienend.

In de positieve corona ontstaan ​​elektronenlawines aan de buitengrens van de corona en haasten zich naar de corona-elektrode - de anode. Het verschijnen van elektronen die lawines veroorzaken, is te wijten aan foto-ionisatie veroorzaakt door straling van de coronalaag. De stroomdragers in het buitenste gebied van de corona zijn positieve ionen, die onder invloed van het veld naar de kathode drijven.

Als beide elektroden een grote kromming hebben (twee corona-elektroden), vinden in de buurt van elk van hen processen plaats die kenmerkend zijn voor een corona-elektrode met een bepaald teken. Beide coronalagen worden gescheiden door een buitengebied waarin tegenstromen van positieve en negatieve stroomdragers bewegen. Zo’n corona heet bipolair.

De onafhankelijke gasontlading genoemd in § 82 bij het beschouwen van meters is een corona-ontlading.

De dikte van de coronalaag en de sterkte van de ontlaadstroom nemen toe met toenemende spanning. Bij lage spanning is de corona klein en is de gloed ervan onmerkbaar. Zo'n microscopisch kleine corona verschijnt nabij de punt waaruit de elektrische wind stroomt (zie § 24).

De kroon, die onder invloed van atmosferische elektriciteit op de toppen van scheepsmasten, bomen enz. verschijnt, werd in de oudheid het Sint-Elmusvuur genoemd.

In hoogspanningstoepassingen, met name hoogspanningstransmissielijnen, leidt corona-ontlading tot schadelijke stroomlekkage. Daarom moeten er maatregelen worden genomen om dit te voorkomen. Voor dit doel bijvoorbeeld draden hoogspanningslijnen neem een ​​vrij grote diameter, hoe groter hoe hoger de lijnspanning.

Corona-ontlading heeft nuttige toepassing gevonden in de technologie in elektrische stofvangers. Het te zuiveren gas beweegt zich in een buis langs de as waarvan zich een negatieve corona-elektrode bevindt. Negatieve ionen, die in grote hoeveelheden aanwezig zijn in het buitenste gebied van de corona, zetten zich neer op gasverontreinigende deeltjes of druppeltjes en worden meegevoerd naar de buitenste niet-corona-elektrode. Nadat ze deze elektrode hebben bereikt, worden de deeltjes geneutraliseerd en erop afgezet. Wanneer vervolgens de leiding wordt geraakt, valt het door de opgevangen deeltjes gevormde sediment in de verzameltank.