Temperatura iskry elektrycznej. Otwarty ogień, gorące produkty spalania i nagrzane przez nie powierzchnie

Obliczanie parametrów źródeł pożaru (wybuchu)

Na tym etapie konieczna jest ocena zdolności źródeł zapłonu do inicjowania substancji palnych.

Uwzględniono cztery źródła zapłonu:

a) wtórne działanie błyskawicy;

b) iskry zwarciowe;

c) iskry spawalnicze elektryczne;

d) żarówka żarówki.

e) paląca się izolacja kabla elektrycznego (drutu)

Wtórne uderzenie pioruna

Niebezpieczeństwo wtórnego oddziaływania wyładowań atmosferycznych tkwi w wyładowaniach iskrowych powstałych w wyniku indukcyjnego i elektromagnetycznego oddziaływania elektryczności atmosferycznej na urządzenia produkcyjne, rurociągi i konstrukcje budowlane. Energia wyładowania iskrowego przekracza 250 mJ i jest wystarczająca do zapalenia substancji palnych przy minimalnej energii zapłonu do 0,25 J.

Wtórne działanie uderzenia pioruna jest niebezpieczne dla gazu, który wypełnił całą objętość pomieszczenia.

Działanie termiczne krótkich prądów

Oczywiste jest, że w przypadku zwarcia, gdy urządzenie zabezpieczające ulegnie awarii, pojawiające się iskry są w stanie zapalić palną ciecz i spowodować wybuch gazu (możliwość tę oceniono poniżej). Gdy zabezpieczenie jest aktywowane, prąd zwarciowy trwa krótko i jest w stanie zapalić tylko okablowanie PVC.

Temperatura przewodnika t około C, nagrzanego prądem zwarciowym, jest obliczana ze wzoru

gdzie t n jest początkową temperaturą przewodnika, o C;

ja k.z. - prąd zwarciowy, A;

R - rezystancja (aktywna) przewodnika, Ohm;

k.z. - czas trwania zwarcia, s;

C pr - pojemność cieplna materiału drutu, J * kg -1 * K -1;

m pr - waga drutu, kg.

Aby okablowanie mogło się zapalić, konieczne jest, aby temperatura t pr była wyższa niż temperatura zapłonu okablowania PVC t odp. \u003d 330 około C.

Zakłada się, że początkowa temperatura przewodu jest równa temperaturze otoczenia 20 ° C. Powyżej w rozdziale 1.2.2 rezystancja czynna przewodu (Ra \u003d 1,734 Ohm) i prąd zwarciowy (I zwarcie \u003d 131,07 A). Pojemność cieplna miedzi C pr \u003d 400 J * kg -1 * K -1. Masa drutu jest iloczynem gęstości i objętości, a objętość jest iloczynem długości L i pola przekroju poprzecznego przewodu S

m pr \u003d * S * L (18)

Zgodnie z książką odniesienia znajdujemy wartość \u003d 8,96 * 10 3 kg / m 3. We wzorze (18) podstawiamy wartość pola przekroju drugiego drutu z tabeli. 11, najkrótszy, czyli L \u003d 2 m i S \u003d 1 * 10 -6 m. Masa drutu wynosi

m pr \u003d 8,96 * 10 3 * 10 -6 * 2 \u003d 1,792 * 10 -2

Z czasem trwania zwarcia zwarcia. \u003d 30 ms, zgodnie z Tabelą 11, przewodnik nagrzeje się do temperatury

Ta temperatura nie wystarcza do zapalenia okablowania PVC. A jeśli ochrona się wyłączy, konieczne będzie obliczenie prawdopodobieństwa pożaru okablowania PVC.

Iskry zwarcie

W przypadku zwarcia powstają iskry, które mają temperaturę początkową 2100 °C i są w stanie zapalić palną ciecz i eksplodować gaz.

Początkowa temperatura kropli miedzi wynosi 2100 o C. Wysokość, na której następuje zwarcie, wynosi 1 m, a odległość do kałuży cieczy palnej 4 m. Średnica kropli wynosi d do =2,7 mm lub d do =2,7*10 -3.

Ilość ciepła, jaką kropla metalu jest w stanie oddać do ośrodka palnego podczas ochładzania do temperatury zapłonu, oblicza się w następujący sposób: obliczana jest średnia prędkość lotu kropli metalu podczas swobodnego spadania w cf, m/s według wzoru

gdzie g jest przyspieszeniem swobodnego spadania, 9,81 m/s 2 ;

H - wysokość upadku, 1 m.

Otrzymujemy, że średnia prędkość opadania podczas swobodnego spadania

Czas trwania spadku kropli można obliczyć za pomocą wzoru

Następnie objętość kropli Vk oblicza się według wzoru

Masa zrzutu mk, kg:

gdzie jest gęstość metalu w stanie stopionym, kg * m -3.

Gęstość miedzi w stanie stopionym (wg nauczyciela) wynosi 8,6 * 10 3 kg / m 3, a masa kropli według wzoru (22)

m k \u003d 8,6 * 10 3 * 10,3138 * 10 -9 \u003d 8,867 * 10 -5

Czas lotu kropli metalu w stanie stopionym (ciekłym) p, s:

gdzie C p jest właściwą pojemnością cieplną stopionego materiału kropelkowego, dla miedzi C p = 513 J * kg -1 * K -1;

S k - pole powierzchni kropli, m 2 , S k =0,785d k 2 =5,722*10 -6;

T n, T pl - odpowiednio temperatura kropli na początku lotu i temperatura topnienia metalu, T n =2373 K, T pl = 1083 K;

T o - temperatura otoczenia, T o = 293 K;

Współczynnik przenikania ciepła, W * m -2 * K -1.

Współczynnik przenikania ciepła jest obliczany w następującej kolejności:

1) najpierw oblicz liczbę Reynoldsa

gdzie v \u003d 1,51 * 10 -5 1 / (m 2 * s) - współczynnik lepkości kinematycznej powietrza w temperaturze 293 K,

gdzie \u003d 2,2 * 10 -2 W * m -1 * K -1 - współczynnik przewodności cieplnej powietrza,

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

Obliczając współczynnik przenikania ciepła, wyznaczamy czas lotu kropli metalu w stanie stopionym (ciekłym) zgodnie ze wzorem (23)

Dlatego< р, то конечную температуру капли определяют по формуле

Temperatura samozapłonu propanu wynosi 466°C, a temperatura kropli (iskry) do momentu zbliżenia się do rozlewiska cieczy palnej wynosi 2373 K lub 2100°C. W tej temperaturze izopren będzie się zapalał i palił równomiernie i propan wybuchnie, nawet jeśli pojawi się iskra zwarciowa. Temperatura zapłonu izoprenu wynosi -48 0 С.

ŹRÓDŁO ZAPŁONU - źródło energii inicjujące zapłon. Musi mieć wystarczającą energię, temperaturę i czas ekspozycji.

Jak wspomniano wcześniej, spalanie może wystąpić, gdy na HS mają wpływ różne źródła zapłonu. W zależności od pochodzenia źródła zapłonu można sklasyfikować:

• 
  otwarty ogień, gorące produkty spalania i ogrzewane przez nie powierzchnie;
• 
  termiczne przejawy energii mechanicznej;
• 
  termiczne przejawy energii elektrycznej;
• 
  termiczne przejawy reakcji chemicznych (otwarty ogień i produkty spalania są oddzielone od tej grupy w niezależną grupę).

Otwarty ogień, gorące produkty spalania i nagrzane przez nie powierzchnie

Do celów produkcyjnych szeroko stosuje się ogień, piece ogniowe, reaktory, pochodnie do spalania oparów i gazów. Podczas wykonywania prac naprawczych często stosuje się płomienie palników i palników, pochodnie służą do ogrzewania zamarzniętych rur, ogień służy do ogrzewania gleby podczas spalania odpadów. Temperatura płomienia, a także ilość wydzielanego ciepła wystarcza do zapalenia prawie wszystkich substancji palnych.

Otwarty ogień. O zagrożeniu pożarowym płomieniem decyduje temperatura palnika i czas jego oddziaływania na substancje palne. Na przykład zapłon jest możliwy z takich „niskokalorycznych” IS, jak tlący się niedopałek lub niedopałek, zapalona zapałka (tabela 1).

Źródła otwartego ognia - pochodnie - są często używane do podgrzewania zamrożonego produktu, do oświetlania podczas kontroli aparatury w ciemności, na przykład podczas pomiaru poziomu cieczy, podczas rozpalania ognia na terenie obiektów z obecnością łatwopalnych cieczy i palne ciecze.

Wysoko nagrzane produkty spalania - gazowe produkty spalania, które powstają podczas spalania substancji stałych, ciekłych i gazowych i mogą osiągać temperatury 800-1200 ° C. Zagrożeniem pożarowym jest uwalnianie się silnie nagrzanych produktów przez nieszczelności w murze pieców i kanałów dymowych.

Przemysłowymi źródłami zapłonu są również iskry powstające podczas pracy pieców i silników. Są to stałe żarzące się cząstki paliwa lub zgorzeliny w strumieniu gazu, które powstają w wyniku niepełnego spalania lub mechanicznego usunięcia substancji palnych i produktów korozji. Temperatura takiej cząstki stałej jest dość wysoka, ale energia cieplna (W) jest niewielka ze względu na niewielką masę iskry. Iskra może zapalić tylko substancje odpowiednio przygotowane do spalania (mieszanki gaz-para-powietrze, osadzony pył, materiały włókniste).

Paleniska „błyszczą” z powodu wad konstrukcyjnych; ze względu na zastosowanie rodzaju paliwa, do którego palenisko nie jest przeznaczone; z powodu zwiększonego wybuchu; z powodu niepełnego spalania paliwa; z powodu niewystarczającego rozpylenia paliwa płynnego, a także z powodu niedotrzymania terminów czyszczenia pieców.

Iskry i sadza podczas pracy silnika spalinowego powstają, gdy układ zasilania paliwem, zapłon elektryczny są niewłaściwie wyregulowane; gdy paliwo jest zanieczyszczone olejami smarowymi i zanieczyszczeniami mineralnymi; podczas długotrwałej pracy silnika z przeciążeniami; w przypadku naruszenia warunków czyszczenia układu wydechowego z nagaru.

Zagrożenie pożarem iskier z kotłowni, przewodów parowozów i lokomotyw spalinowych, a także innych maszyn, w dużej mierze zależy od ich wielkości i temperatury. Ustalono, że iskra d = 2 mm jest łatwopalna, jeśli ma t » 1000°С; d=3 mm - 800°C; d = 5 mm - 600°C.

Niebezpieczne termiczne przejawy energii mechanicznej

W warunkach produkcyjnych obserwuje się niebezpieczny pożarowy wzrost temperatury ciała w wyniku konwersji energii mechanicznej na energię cieplną:

• 
  przy uderzeniach ciał stałych (z powstawaniem iskier lub bez);
• 
  z tarciem powierzchniowym ciał podczas ich wzajemnego ruchu;
• 
  podczas obróbki twardych materiałów za pomocą narzędzia tnącego;
• 
  podczas sprężania gazów i prasowania tworzyw sztucznych.

Stopień nagrzania ciał i możliwość pojawienia się źródła zapłonu w tym przypadku zależy od warunków przejścia energii mechanicznej na energię cieplną.

Iskry powstające w wyniku uderzenia ciał stałych.

Wielkość iskier uderzeniowych i ciernych, które są kawałkiem metalu lub kamienia rozgrzanym do żarzenia, zwykle nie przekracza 0,5 mm. Temperatura iskry niestopowych stali niskowęglowych może osiągnąć temperaturę topnienia metalu (około 1550°C).

W warunkach produkcyjnych acetylen, etylen, wodór, tlenek węgla, dwusiarczek węgla, mieszanina metanu z powietrzem i inne substancje zapalają się od uderzenia iskier.

Im więcej tlenu w mieszance, im intensywniej spala się iskra, tym wyższa palność mieszanki. Przelatująca iskra nie zapala bezpośrednio mieszaniny pyłowo-powietrznej, ale opadając na osiadły pył lub materiały włókniste spowoduje pojawienie się ognisk tlących. Tak więc w przedsiębiorstwach zajmujących się mieleniem mąki, tkactwem i przędzeniem bawełny około 50% wszystkich pożarów powstaje z iskier, które są wycinane, gdy uderzają ciała stałe.

Iskry, które powstają, gdy korpusy aluminiowe uderzają o utlenioną powierzchnię stali, prowadzą do ataku chemicznego z wydzieleniem znacznej ilości ciepła.

Iskry powstające w wyniku uderzenia metalu lub kamieni w maszyny.

W urządzeniach z mieszalnikami, kruszarkami, mikserami i innymi, jeśli kawałki metalu lub kamienie dostaną się do przetwarzanych produktów, mogą powstać iskry. Iskry powstają również, gdy ruchome mechanizmy maszyn uderzają w ich nieruchome części. W praktyce często zdarza się, że wirnik wentylatora promieniowego zderza się ze ściankami obudowy lub bębnami igłowymi i nożowymi maszyn odziarniających, które obracają się bardzo szybko i uderzają w nieruchome stalowe kraty. W takich przypadkach obserwuje się iskrzenie. Jest to również możliwe przy niewłaściwej regulacji szczelin, odkształceniach i wibracjach wałów, zużyciu łożysk, odkształceniach, niedostatecznym zamocowaniu narzędzia skrawającego na wałach. W takich przypadkach możliwe jest nie tylko iskrzenie, ale również awaria poszczególnych części maszyn. Z kolei pęknięcie zespołu maszyny może być przyczyną powstawania iskier, ponieważ cząstki metalu dostają się do produktu.

Zapłon czynnika palnego w wyniku przegrzania podczas tarcia.

Każdy ruch stykających się ze sobą ciał wymaga nakładów energii na pokonanie pracy sił tarcia. Ta energia jest w większości zamieniana na ciepło. W normalnym stanie i prawidłowej pracy części, które się ścierają, ciepło uwalniane w odpowiednim czasie jest usuwane przez specjalny system chłodzenia, a także jest rozpraszane do otoczenia. Zwiększenie wydzielania ciepła lub zmniejszenie odprowadzania i utraty ciepła prowadzi do wzrostu temperatury trących się elementów. Z tego powodu palne media lub materiały zapalają się w wyniku przegrzania łożysk maszyn, mocno dokręconych uszczelek, bębnów i taśm przenośnikowych, kół pasowych i pasów napędowych, materiałów włóknistych, gdy są one nawijane na obracające się wały maszyn i urządzeń.

Pod tym względem najbardziej niebezpieczne dla pożaru są łożyska ślizgowe mocno obciążonych i szybkoobrotowych wałów. Słabe smarowanie powierzchni roboczych, ich zanieczyszczenie, niewspółosiowość wałów, przeciążenia maszyn i nadmierne dokręcenie łożysk mogą powodować przeciążenia. Bardzo często obudowa łożyska zostaje zanieczyszczona osadami palnego pyłu. Stwarza to również warunki do ich przegrzania.

W zakładach, w których używa się lub przetwarza materiały włókniste, zapalają się one po nawinięciu na zespoły wirujące (przędzalnie, lnu, kombajny). Materiały włókniste i produkty ze słomy są nawijane na wały w pobliżu łożysk. Nawijaniu towarzyszy stopniowe zagęszczanie masy, a następnie jej silne nagrzewanie podczas tarcia, zwęglenia i zapłonu.

Uwalnianie ciepła podczas sprężania gazów.

Podczas sprężania gazów w wyniku ruchu międzycząsteczkowego uwalniana jest znaczna ilość ciepła. Awaria lub brak układu chłodzenia sprężarek może doprowadzić do ich zniszczenia w przypadku wybuchu.

Niebezpieczne termiczne przejawy reakcji chemicznych

W warunkach produkcji i przechowywania chemikaliów spotyka się dużą liczbę takich związków chemicznych, których kontakt z powietrzem lub wodą, a także wzajemny kontakt ze sobą może spowodować pożar.

1) Reakcje chemiczne, które przebiegają z uwolnieniem znacznej ilości ciepła, stwarzają potencjalne zagrożenie pożarowe lub wybuchowe, ponieważ możliwy jest niekontrolowany proces nagrzewania reagujących, nowo powstałych lub znajdujących się w pobliżu substancji palnych.

2) Substancje zapalające się samorzutnie i zapalające się samorzutnie w kontakcie z powietrzem.

3) Często, w zależności od warunków procesu technologicznego, substancje w aparacie mogą być podgrzewane do temperatury przekraczającej temperaturę ich samozapłonu. Tak więc produkty pirolizy gazowej podczas wytwarzania etylenu z produktów naftowych mają temperaturę samozapłonu w zakresie 530 - 550 ° C i opuszczają piece do pirolizy w temperaturze 850 ° C. Olej opałowy o temperaturze samozapłonu 380 - 420 ° C jest podgrzewany do 500 ° C w jednostkach krakingu termicznego; Butan i butylen, które mają temperaturę samozapłonu odpowiednio 420°C i 439°C, podczas przyjmowania butadienu nagrzewają się do 550 - 650°C itp. Gdy substancje te wychodzą na zewnątrz, ulegają samozapłonowi.

4) Czasami substancje w procesach technologicznych mają bardzo niską temperaturę samozapłonu:

Trietyloglin - Al (C2H5) 3 (-68 ° C);

Chlorek dietyloglinu - Al (C2H5) 2Cl (-60°C);

triizobutyloglin (-40°C);

Fluorowodór, fosfor ciekły i biały - poniżej temperatury pokojowej.

5) Wiele substancji w kontakcie z powietrzem jest zdolnych do samozapłonu. Spontaniczne spalanie rozpoczyna się w temperaturze otoczenia lub po wstępnym podgrzaniu. Do takich substancji należą oleje i tłuszcze roślinne, siarczki żelaza, niektóre rodzaje sadzy, substancje sproszkowane (aluminium, cynk, tytan, magnez itp.), siano, ziarno w silosach itp.

Do kontaktu chemikaliów samozapalnych z powietrzem dochodzi najczęściej przy uszkodzeniu pojemników, rozlaniu cieczy, pakowaniu substancji, podczas suszenia, otwartego składowania rozdrobnionych materiałów stałych, a także materiałów włóknistych, przy pompowaniu cieczy ze zbiorników, przy samozapaleniu osady wewnątrz zbiorników.

Substancje zapalające się w kontakcie z wodą.

W obiektach przemysłowych występuje znaczna ilość substancji, które zapalają się podczas interakcji z wodą. Ciepło uwolnione w tym przypadku może spowodować zapłon substancji palnych utworzonych lub sąsiadujących ze strefą reakcji. Substancje zapalające lub powodujące spalanie w kontakcie z wodą obejmują metale alkaliczne, węglik wapnia, węgliki metali alkalicznych, siarczek sodu itp. Wiele z tych substancji podczas interakcji z wodą tworzy palne gazy, które zapalają się pod wpływem ciepła reakcji:

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

Gdy niewielka ilość (3 ... 5 g) potasu i sodu wchodzi w interakcję z wodą, temperatura wzrasta powyżej 600 ... 650 ° C. Jeśli oddziałują w dużych ilościach, wybuchy następują z odpryskiem stopionego metalu. W stanie rozproszonym metale alkaliczne zapalają się w wilgotnym powietrzu.

Niektóre substancje, takie jak wapno palone, są niepalne, ale ich ciepło reakcji z wodą może ogrzać palne materiały znajdujące się w pobliżu do punktu samozapłonu. Tak więc, gdy woda zetknie się z wapnem palonym, temperatura w strefie reakcyjnej może osiągnąć 600 ° C:

Ca + H2O \u003d Ca (BOH) 2 + Q.

Znane są przypadki pożarów w kurnikach, gdzie jako ściółkę używano siana. Pożary miały miejsce po obróbce pomieszczeń drobiarskich wapnem palonym.

Kontakt z wodą związków glinoorganicznych jest niebezpieczny, ponieważ ich interakcja z wodą następuje wraz z wybuchem. Przy próbie ugaszenia takich substancji wodą lub pianą może nastąpić intensyfikacja pożaru lub wybuchu, który się rozpoczął.

Zapłon substancji chemicznych podczas wzajemnego kontaktu następuje pod działaniem środków utleniających na substancje organiczne. Chlor, brom, fluor, tlenki azotu, kwas azotowy, tlen i wiele innych substancji działają jako utleniacze.

Utleniacze, wchodząc w interakcje z substancjami organicznymi, spowodują ich zapalenie. Niektóre mieszaniny utleniaczy i substancji palnych mogą się zapalić pod wpływem kwasu siarkowego lub azotowego lub niewielkiej ilości wilgoci.

Reakcję oddziaływania utleniacza z substancją palną ułatwia rozdrobnienie substancji, jego podwyższona temperatura początkowa, a także obecność inicjatorów procesów chemicznych. W niektórych przypadkach reakcje mają charakter wybuchu.

Substancje, które zapalają się lub eksplodują po podgrzaniu lub działaniu mechanicznym.

Niektóre chemikalia mają charakter niestabilny i mogą z czasem rozkładać się pod wpływem temperatury, tarcia, uderzenia i innych czynników. Są to z reguły związki endotermiczne, a proces ich rozkładu wiąże się z wydzielaniem dużej lub małej ilości ciepła. Należą do nich saletry, nadtlenki, wodoronadtlenki, węgliki niektórych metali, acetylenki, acetylen itp.

Naruszenie przepisów technologicznych, stosowanie lub przechowywanie takich substancji, oddziaływanie na nie źródła ciepła może prowadzić do ich wybuchowego rozkładu.

Acetylen ma skłonność do wybuchowego rozkładu pod wpływem podwyższonej temperatury i ciśnienia.

Termiczne przejawy energii elektrycznej

W przypadku niezgodności sprzętu elektrycznego z charakterem środowiska technologicznego, a także w przypadku nieprzestrzegania zasad eksploatacji tego sprzętu elektrycznego, podczas produkcji może wystąpić sytuacja zagrożenia pożarowego i wybuchowego. Sytuacje zagrożenia pożarem i wybuchem powstają w procesach technologicznych produkcji podczas zwarcia, w przypadku przebicia warstwy izolacyjnej, w przypadku nadmiernego przegrzania silników elektrycznych, w przypadku uszkodzenia niektórych odcinków sieci elektrycznych, w przypadku wyładowań iskrowych elektryczność statyczna i atmosferyczna itp.

Rodzaje elektryczności atmosferycznej obejmują:

• 
  Bezpośrednie uderzenie pioruna. Niebezpieczeństwo bezpośredniego uderzenia pioruna tkwi w kontakcie HS z kanałem piorunowym, którego temperatura osiąga 2000 ° C z czasem działania około 100 μs. Wszystkie palne mieszanki zapalają się od bezpośredniego uderzenia pioruna.
• 
  Wtórne przejawy błyskawicy. Niebezpieczeństwem wtórnej manifestacji wyładowań atmosferycznych są wyładowania iskrowe, które powstają w wyniku indukcyjnego i elektromagnetycznego oddziaływania elektryczności atmosferycznej na urządzenia przemysłowe, rurociągi i konstrukcje budowlane. Energia wyładowania iskrowego przekracza 250 mJ i wystarcza do zapalenia substancji palnych od Wmin = 0,25 J.
• 
  Poślizg o wysokim potencjale. Wysoki potencjał jest wnoszony do budynku poprzez komunikację metalową nie tylko wtedy, gdy bezpośrednio trafi w niego piorun, ale także wtedy, gdy komunikacja znajduje się w bliskiej odległości od piorunochronu. Jeśli nie zachowane są bezpieczne odległości między piorunochronem a komunikacją, energia możliwych wyładowań iskrowych osiąga wartości 100 J i więcej. Oznacza to, że wystarczy zapalić prawie wszystkie substancje palne.

Efekt cieplny prądów zwarciowych. W wyniku zwarcia na przewodzie występuje efekt cieplny, który nagrzewa się do wysokich temperatur i może pochodzić z czynnika palnego.

Iskry elektryczne (krople metalu). Iskry elektryczne powstają podczas zwarć w przewodach elektrycznych, spawania elektrycznego oraz podczas topienia elektrod żarówek ogólnego przeznaczenia.

Wielkość kropelek metalu podczas zwarcia przewodów elektrycznych i topienia żarnika lamp elektrycznych sięga 3 mm, a podczas spawania elektrycznego 5 mm. Temperatura łuku podczas spawania elektrycznego dochodzi do 4000 ° C, więc łuk będzie źródłem zapłonu dla wszystkich substancji palnych.

Żarówki elektryczne. Zagrożenie pożarowe lamp wynika z możliwości kontaktu HS z żarówką elektrycznej żarówki rozgrzanej powyżej temperatury samozapłonu HS. Temperatura grzania żarówki żarówki elektrycznej zależy od jej mocy, wielkości i umiejscowienia w przestrzeni.

Iskry elektryczności statycznej. Wyładowania elektryczności statycznej mogą być generowane podczas transportu cieczy, gazów i pyłów, podczas uderzeń, szlifowania, natryskiwania i podobnych procesów mechanicznego oddziaływania na materiały i substancje będące dielektrykami.

Wyjście: Aby zapewnić bezpieczeństwo procesów technologicznych, w których możliwy jest kontakt substancji palnych ze źródłami zapłonu, konieczne jest dokładne poznanie ich charakteru w celu wykluczenia wpływu na środowisko.

Pytanie 2: Środki zapobiegawcze, które wykluczają wpływ źródeł zapłonu na środowisko palne;

Środki gaśnicze, które wykluczają kontakt czynnika palnego (HS) z otwartym płomieniem i gorącymi produktami spalania.

Dla zapewnienia bezpieczeństwa przeciwpożarowego i przeciwwybuchowego procesów technologicznych, procesów przetwarzania, przechowywania i transportu substancji i materiałów konieczne jest opracowanie i wdrożenie środków inżynieryjno-technicznych zapobiegających powstawaniu lub wprowadzaniu źródła zapłonu do HS.

Jak wspomniano wcześniej, nie każde ogrzane ciało może być źródłem zapłonu, ale tylko te ogrzane ciała, które są w stanie ogrzać określoną objętość mieszanki palnej do określonej temperatury, gdy szybkość wydzielania ciepła jest równa lub przewyższa szybkość odprowadzania ciepła z strefa reakcji. W tym przypadku moc i czas trwania oddziaływania termicznego źródła muszą być takie, aby przez pewien czas były utrzymywane krytyczne warunki niezbędne do powstania frontu płomienia. Dlatego znając te warunki (warunki powstawania IS) można stworzyć takie warunki do prowadzenia procesów technologicznych, które wykluczyłyby możliwość powstania źródeł zapłonu. W przypadkach, gdy warunki bezpieczeństwa nie są spełnione, wprowadzane są rozwiązania inżynieryjno-techniczne, które pozwalają wykluczyć kontakt HS ze źródłami zapłonu.

Głównym rozwiązaniem inżynieryjno-technicznym wykluczającym kontakt czynnika palnego z otwartym płomieniem, gorącymi produktami spalania, a także silnie nagrzanymi powierzchniami jest odizolowanie ich od ewentualnego kontaktu zarówno podczas normalnej pracy urządzeń, jak i w razie wypadków.

Projektując procesy technologiczne z obecnością urządzeń o działaniu „ogniowym” (piece rurowe, reaktory, pochodnie) należy zapewnić izolację tych instalacji od ewentualnego zderzenia z nimi palnych oparów i gazów. Osiąga się to:

• 
  umieszczanie instalacji w pomieszczeniach zamkniętych, odizolowanych od innych urządzeń;
• 
  umieszczenie na otwartych przestrzeniach pomiędzy urządzeniami „odpalającymi” a instalacjami ognioochronnymi barier ochronnych. Na przykład umieszczenie zamkniętych struktur, które działają jak bariera.
• 
  zgodność z ognioodpornymi regulowanymi szczelinami między urządzeniami;
• 
  stosowanie kurtyn parowych w przypadkach, gdy niemożliwe jest zapewnienie odległości ognioodpornej;
• 
  zapewnienie bezpiecznej konstrukcji palników pochodniowych z urządzeniami do ciągłego spalania, których schemat pokazano na ryc. jeden.

Rysunek 1 - Palnik do spalania gazów: 1 - przewód doprowadzający parę; 2 - linia zapłonu następnego palnika; 3 - linia zasilania gazem do następnego palnika; 4 - palnik; 5 - lufa palnika; 6 - przerywacz płomieni; 7 - separator; 8 - linia, przez którą dostarczany jest gaz do spalania.

Rozpalanie mieszanki gazowej w kolejnym palniku odbywa się za pomocą tzw. płomienia, który biegnie (wstępnie przygotowana mieszanka palna jest zapalana przez zapalarkę elektryczną a płomień poruszający się w górę zapala gaz palnika). Aby ograniczyć powstawanie dymu i iskier, do palnika pochodni dostarczana jest para wodna.

• 
  z wyjątkiem tworzenia „niskokalorycznych” IZ (palenie dozwolone w obiektach tylko w specjalnie wyposażonych miejscach).
• 
  wykorzystanie gorącej wody lub pary do podgrzewania zamrożonych sekcji urządzeń technologicznych zamiast pochodni (wyposażenie parkingów otwartych w systemy doprowadzenia gorącego powietrza) lub nagrzewnic indukcyjnych.
• 
  czyszczenie rurociągów i instalacji wentylacyjnych z palnych osadów środkiem ognioodpornym (czyszczenie parowe i mechaniczne). W wyjątkowych przypadkach dozwolone jest spalanie odpadów po demontażu rurociągów w specjalnie wyznaczonych miejscach i miejscach stałych do prac gorących.
• 
  kontrola stanu ułożenia kanałów dymowych podczas pracy pieców i silników spalinowych, aby zapobiec wyciekom i wypaleniom w rurach wydechowych.
• 
  zabezpieczenie silnie nagrzanych powierzchni urządzeń technologicznych (komór returbentów) izolacją termiczną z osłonami ochronnymi. Maksymalna dopuszczalna temperatura powierzchni nie powinna przekraczać 80% temperatury samozapłonu substancji palnych stosowanych w produkcji.
• 
  ostrzeżenie o niebezpiecznej manifestacji iskier z pieców i silników. W praktyce ten kierunek ochrony osiąga się poprzez zapobieganie powstawaniu iskier oraz stosowanie specjalnych urządzeń do ich wychwytywania i gaszenia. Aby zapobiec powstawaniu iskier, przewidziano: automatyczne utrzymywanie optymalnej temperatury mieszanki palnej dostarczanej do spalania; automatyczna regulacja optymalnego stosunku paliwa do powietrza w palnej mieszance; zapobieganie ciągłej pracy pieców i silników w trybie wymuszonym, z przeciążeniem; stosowanie tych rodzajów paliwa, dla których przeznaczony jest piec i silnik; systematyczne czyszczenie wewnętrznych powierzchni pieców, kanałów dymowych z sadzy i kolektorów wydechowych silników z osadów węglowo-olejowych itp.

Do wychwytywania i gaszenia iskier powstających podczas pracy pieców i silników stosuje się łapacze iskier oraz łapacze iskier, których działanie opiera się na wykorzystaniu grawitacji (komory sedymentacyjne), bezwładności (komory z przegrodami, kratki, dysze) , siły odśrodkowe (komory cyklonowe i turbinowo-wirowe).

Najbardziej rozpowszechnione w praktyce są łapacze iskier typu grawitacyjnego, bezwładnościowego i odśrodkowego. Wyposażone są m.in. w kanały dymowe suszarni spalin, układy wydechowe samochodów i ciągników.

Aby zapewnić głębokie oczyszczanie spalin z iskier, w praktyce często stosuje się nie jeden, a kilka różnych typów łapaczy iskier i łapaczy iskier, które są ze sobą połączone szeregowo. Wielostopniowe wychwytywanie i gaszenie iskier sprawdziło się niezawodnie np. w procesach technologicznych suszenia pokruszonych materiałów palnych, gdzie jako nośnik ciepła wykorzystywane są spaliny zmieszane z powietrzem.

Środki przeciwpożarowe, które wykluczają niebezpieczne termiczne przejawy energii mechanicznej

Zapobieganie powstawaniu źródeł zapłonu przed niebezpiecznymi skutkami termicznymi energii mechanicznej jest pilnym zadaniem przy obiektach wybuchowych i pożarowych, a także przy obiektach, w których używa się lub przetwarza pył i włókna.

Aby zapobiec powstawaniu iskier podczas uderzeń, a także wydzielaniu się ciepła podczas tarcia stosuje się następujące rozwiązania organizacyjno-techniczne:

Stosowanie narzędzi nieiskrzących. W miejscach możliwego powstawania wybuchowych mieszanin par lub gazów konieczne jest zastosowanie narzędzia przeciwwybuchowego. Narzędzia wykonane z brązu, brązu fosforowego, mosiądzu, berylu itp. są uważane za nieiskrzące.

Przykład: 1. Iskrobezpieczne wstawki hamulcowe dla kolei. zbiorniki.2. Mosiężne narzędzie do otwierania beczek z węglika wapnia w stacjach acetylenu.

Zastosowanie pułapek magnetycznych, grawitacyjnych lub inercyjnych. Tak więc, aby oczyścić surową bawełnę z kamieni przed wejściem do maszyn, instalowane są grawitacyjne lub bezwładnościowe pułapki na kamienie. Zanieczyszczenia metalowe w materiałach sypkich i włóknistych są również wychwytywane przez separatory magnetyczne. Takie urządzenia znajdują szerokie zastosowanie w produkcji mąki i zbóż, a także w młynach paszowych.

Jeżeli istnieje niebezpieczeństwo dostania się do maszyny stałych zanieczyszczeń niemagnetycznych, po pierwsze dokonuje się dokładnego sortowania surowców, a po drugie, wewnętrzna powierzchnia maszyn, w którą te zanieczyszczenia mogą uderzyć, jest wyłożona miękkim metalem, guma lub plastik.

Zapobieganie uderzeniom mechanizmów ruchomych maszyn na ich stałe części. Główne środki ochrony przeciwpożarowej mające na celu zapobieganie powstawaniu iskier uderzeniowych i ciernych sprowadzają się do starannej regulacji i wyważania wałów, prawidłowego doboru łożysk, sprawdzenia wielkości szczelin pomiędzy ruchomymi i nieruchomymi częściami maszyn, ich niezawodności zapięcie, które eliminuje możliwość ruchów wzdłużnych; zapobiegać przeciążaniu maszyn.

Wykonanie w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem podłóg nieiskrzących. Podwyższone wymagania dotyczące samoistnego bezpieczeństwa dotyczą obiektów przemysłowych z obecnością acetylenu, etylenu, tlenku węgla, dwusiarczku węgla itp., których podłogi i platformy są wykonane z materiału nieiskrzącego lub wyłożone gumą maty, ścieżki itp.

Zapobieganie zapłonowi substancji w miejscach intensywnego wydzielania ciepła podczas tarcia. W tym celu, aby zapobiec przegrzewaniu się łożysk, łożyska ślizgowe zastępowane są łożyskami tocznymi (tam, gdzie istnieje taka możliwość). W pozostałych przypadkach przeprowadzana jest automatyczna kontrola temperatury ich grzania. Wizualna kontrola temperatury odbywa się poprzez nakładanie farb wrażliwych na ciepło, które zmieniają kolor po rozgrzaniu obudowy łożyska.

Zapobieganie przegrzewaniu się łożysk uzyskuje się również poprzez: wyposażenie automatycznych układów chłodzenia wykorzystujących oleje lub wodę jako chłodziwo; terminowa i wysokiej jakości konserwacja (systematyczne smarowanie, zapobieganie przekręcaniu, eliminacja zniekształceń, czyszczenie powierzchni z zanieczyszczeń).

Aby uniknąć przegrzania i pożaru taśmociągów i pasów napędowych, nie wolno dopuścić do pracy z przeciążeniem; konieczne jest kontrolowanie stopnia naprężenia taśmy, paska, ich stanu. Nie należy dopuszczać do blokowania się klocków podnośnika produktami, odkształceń pasów i ich tarcia o obudowę. Podczas korzystania z wydajnych przenośników i wind o dużej wydajności można zastosować urządzenia i urządzenia, które automatycznie sygnalizują przeciążenie i zatrzymują ruch taśmy, gdy stopa windy się zapadnie.

Aby zapobiec nawijaniu się materiałów włóknistych na wirujące wały maszyn należy zabezpieczyć je przed bezpośrednim zderzeniem z obrabianym materiałem za pomocą tulei, osłon cylindrycznych i stożkowych, przewodów, prowadnic, osłon przeciwzwojowych itp. Dodatkowo ustawiony jest minimalny luz między sworzniami wału a łożyskami; istnieje systematyczny monitoring wałów, w których mogą występować uzwojenia, ich terminowe czyszczenie włókien, ich ochrona specjalnymi ostrymi nożami zapobiegającymi nawijaniu, które przecinają nawijane włókno. Taką ochronę zapewniają na przykład trzeparki w lniarni.

Zapobieganie przegrzewaniu się sprężarek podczas sprężania gazów.

Przegrzaniu sprężarki zapobiega podział procesu sprężania gazu na kilka etapów; rozmieszczenie systemów chłodzenia gazu na każdym etapie sprężania; montaż zaworu bezpieczeństwa na linii tłocznej za sprężarką; automatyczna kontrola i regulacja temperatury sprężonego gazu poprzez zmianę natężenia przepływu chłodziwa dostarczanego do lodówek; system automatycznego blokowania, który zapewnia wyłączenie sprężarki w przypadku wzrostu ciśnienia gazu lub temperatury w przewodach tłocznych; czyszczenie powierzchni wymiany ciepła lodówek i wewnętrznych powierzchni rurociągów z osadów węglowo-olejowych.

Zapobieganie powstawaniu źródeł zapłonu podczas termicznych przejawów reakcji chemicznych

Aby zapobiec zapłonowi substancji palnych w wyniku interakcji chemicznej w kontakcie z czynnikiem utleniającym, wodą, konieczne jest poznanie, po pierwsze, przyczyn, które mogą prowadzić do takiej interakcji, a po drugie, chemii procesów jaźni -zapłon i samozapłon. Znajomość przyczyn i warunków powstawania niebezpiecznych termicznych przejawów reakcji chemicznych pozwala nam na opracowanie skutecznych środków przeciwpożarowych wykluczających ich wystąpienie. Dlatego głównymi środkami przeciwpożarowymi, które zapobiegają niebezpiecznym termicznym przejawom reakcji chemicznych, są:

Niezawodna szczelność urządzeń, która wyklucza kontakt substancji nagrzanych powyżej temperatury samozapłonu, a także substancji o niskiej temperaturze samozapłonu z powietrzem;

Zapobieganie samozapaleniu substancji poprzez zmniejszenie szybkości reakcji chemicznych i procesów biologicznych, a także eliminację warunków akumulacji ciepła;

Zmniejszenie szybkości reakcji chemicznych i procesów biologicznych odbywa się różnymi metodami: ograniczenie wilgotności podczas przechowywania substancji i materiałów; obniżenie temperatury przechowywania substancji i materiałów (na przykład zboża, paszy dla zwierząt) poprzez sztuczne chłodzenie; przechowywanie substancji w środowisku o niskiej zawartości tlenu; zmniejszenie powierzchni właściwej kontaktu substancji samozapalnych z powietrzem (brykietowanie, granulacja substancji sproszkowanych); stosowanie przeciwutleniaczy i konserwantów (przechowywanie pasz dla zwierząt); eliminacja kontaktu z powietrzem i substancjami chemicznie czynnymi (związki nadtlenkowe, kwasy, zasady itp.) poprzez oddzielne przechowywanie substancji samozapalnych w szczelnych pojemnikach.

Znając wymiary geometryczne stosu oraz początkową temperaturę substancji można określić bezpieczny okres ich przechowywania.

Eliminacja warunków akumulacji ciepła odbywa się w następujący sposób:

• 
  ograniczenie wielkości stosów, przyczep kempingowych lub hałd składowanej substancji;
• 
  aktywna wentylacja powietrza (siano i inne włókniste materiały roślinne);
• 
  okresowe mieszanie substancji podczas ich długotrwałego przechowywania;
• 
  zmniejszenie intensywności powstawania palnych osadów w urządzeniach procesowych za pomocą urządzeń pułapkujących;
• 
  okresowe czyszczenie urządzeń technologicznych z samozapalnych osadów palnych;

Zapobieganie zapłonowi substancji w kontakcie ze sobą. Pożarom spowodowanym zapłonem substancji stykających się ze sobą zapobiega się poprzez oddzielne przechowywanie, a także eliminację przyczyn ich ewakuacji z aparatów i rurociągów.

Eliminacja zapłonu substancji w wyniku samorozkładu pod wpływem ogrzewania lub działania mechanicznego. Zapobieganie zapłonowi substancji podatnych na rozkład wybuchowy zapewnia ochrona przed nagrzaniem do temperatur krytycznych, wpływami mechanicznymi (wstrząsy, tarcie, ciśnienie itp.).

Zapobieganie źródłom zapłonu przed termicznymi przejawami energii elektrycznej

Zapobieganie niebezpiecznym przejawom termicznym energii elektrycznej zapewnia:

• 
  prawidłowego doboru poziomu i rodzaju zabezpieczenia przeciwwybuchowego silników elektrycznych i urządzeń sterowniczych, innych urządzeń elektrycznych i pomocniczych zgodnie z klasą zagrożenia pożarowego lub wybuchowego strefy, kategorii i grupy mieszaniny wybuchowej;
• 
  okresowe badania rezystancji izolacji sieci elektrycznych i maszyn elektrycznych zgodnie z harmonogramem konserwacji profilaktycznej;
• 
  ochrona sprzętu elektrycznego przed prądami zwarciowymi (SC) (stosowanie szybkich bezpieczników lub wyłączników);
• 
  zapobieganie przeciążeniom technologicznym maszyn i urządzeń;
• 
  zapobieganie dużym oporom przejściowym poprzez systematyczny przegląd i naprawę części stykowej sprzętu elektrycznego;
• 
  wykluczenie wyładowań elektryczności statycznej poprzez uziemienie urządzeń technologicznych, zwiększenie wilgotności powietrza lub wykorzystanie zanieczyszczeń antystatycznych w miejscach najbardziej prawdopodobnych do generowania ładunków, jonizację środowiska w urządzeniach oraz ograniczenie prędkości ruchu cieczy naelektryzowanych;
• 
  ochrona budynków, konstrukcji, urządzeń wolnostojących przed bezpośrednim uderzeniem pioruna przez piorunochrony oraz ochrona przed jego wtórnymi skutkami.

Nie należy lekceważyć środków przeciwpożarowych w przedsiębiorstwach. Ponieważ wszelkie oszczędności na ochronie przeciwpożarowej będą nieproporcjonalnie małe w porównaniu ze stratami spowodowanymi pożarem, które z tego powodu powstały.

Podsumowanie lekcji:

Wyeliminowanie wpływu źródła zapłonu na substancje i materiały jest jednym z głównych środków zapobiegających powstaniu pożaru. W obiektach, w których nie jest możliwe wyeliminowanie obciążenia ogniowego, szczególną uwagę zwraca się na wykluczenie źródła zapłonu.

4.9. Na podstawie zebranych danych obliczany jest współczynnik bezpieczeństwa K w następującej kolejności.
4.9.1. Oblicz średni czas istnienia zdarzenia stwarzającego zagrożenie pożarem i wybuchem (t0) (średni czas trwania awarii) według wzoru
(68)
gdzie t J- dożywotni i-te zdarzenie grożące pożarem i wybuchem, min;
m- łączna liczba wydarzeń (produktów);
J- numer kolejny wydarzenia (produktu).
4.9.2. Oszacowanie punktowe wariancji ( D 0) średni czas istnienia zdarzenia stwarzającego zagrożenie pożarem i wybuchem oblicza się ze wzoru
(69)
4.9.3. Odchylenie standardowe () oszacowania punktowego średniego czasu życia zdarzenia - t0 jest obliczane ze wzoru
(70)
4.9.4. Z tabeli. 5 wybierz wartość współczynnika T b w zależności od liczby stopni swobody ( m-1) przy poziomie ufności b=0,95.
Tabela 5

(82)
Jeżeli t>(tр+tcr), to ostateczną temperaturę spadku w stanie stałym określa wzór
(83)
gdzie OD k to ciepło właściwe metalu, J kg -1×K-1.
Ilość ciepła ( W), J, podany przez kroplę metalu na stały lub płynny materiał palny, na który spadł, oblicza się według wzoru
(84)
gdzie T sv - temperatura samozapłonu materiału palnego, K;
DO- współczynnik równy stosunkowi ciepła oddanego substancji palnej do energii zmagazynowanej w kropli.
Jeśli nie jest możliwe określenie współczynnika DO, a następnie zaakceptuj DO=1.
Bardziej rygorystyczne określenie końcowej temperatury kropli można przeprowadzić biorąc pod uwagę zależność współczynnika przenikania ciepła od temperatury.
5.1.2.3. Żarówki elektryczne ogólnego przeznaczenia
Zagrożenie pożarowe lamp wynika z możliwości kontaktu czynnika palnego z żarówką żarówki elektrycznej rozgrzanej powyżej temperatury samozapłonu czynnika palnego. Temperatura nagrzewania żarówki żarówki elektrycznej zależy od mocy lampy, jej wielkości i położenia w przestrzeni. Zależność maksymalnej temperatury na żarówce poziomo umieszczonej lampy od jej mocy i czasu pokazano na ryc. 3.

Cholera. 3

5.1.2.4. Iskry elektryczności statycznej
energia iskry ( W i), J, które może powstać pod działaniem napięcia pomiędzy płytką a dowolnym uziemionym przedmiotem, oblicza się z energii zmagazynowanej przez kondensator ze wzoru
(85)
gdzie OD- pojemność kondensatora, F;
U- napięcie, V.
Różnicę potencjałów między naładowanym ciałem a ziemią mierzy się za pomocą elektrometrów w rzeczywistych warunkach produkcyjnych.

Jeśli W U³0,4 W m.e.z ( W m.e.z ¾ minimalna energia zapłonu ośrodka), wówczas jako źródło zapłonu uważa się iskrę elektryczności statycznej.
Prawdziwym niebezpieczeństwem jest „kontaktowe” elektryzowanie osób pracujących z ruchomymi materiałami dielektrycznymi. Kiedy osoba wejdzie w kontakt z uziemionym przedmiotem, generowane są iskry o energii od 2,5 do 7,5 mJ. Zależność energii wyładowania elektrycznego z ciała człowieka od potencjału ładunków elektryczności statycznej pokazano na ryc. 4.
5.1.3. Iskry mechaniczne (tarcia) (iskry od uderzenia i tarcia)
Wielkość iskier uderzeniowych i ciernych, które są rozgrzanym do żarzenia kawałkiem metalu lub kamienia, zwykle nie przekracza 0,5 mm, a ich temperatura mieści się w temperaturze topnienia metalu. Temperatura iskier powstałych podczas zderzenia metali zdolnych do wejścia ze sobą w interakcje chemiczne z wydzieleniem znacznej ilości ciepła może przekroczyć temperaturę topnienia i dlatego jest wyznaczana doświadczalnie lub obliczeniowo.
Ilość ciepła wydzielana przez iskrę po schłodzeniu od temperatury początkowej T n do temperatury samozapłonu czynnika palnego T sv oblicza się ze wzoru (84), a czas chłodzenia t jest następujący.
Stosunek temperatur (Qp) oblicza się ze wzoru
(86)
gdzie T c - temperatura powietrza, °C.
Współczynnik przenikania ciepła ( a), W × m-2 × K-1, oblicza się ze wzoru
(87)
gdzie w oraz - prędkość lotu iskry, m×s-1.
prędkość iskry ( w i), powstały pod wpływem uderzenia swobodnie spadającego ciała, oblicza się ze wzoru
(88)
i po uderzeniu w obracający się korpus zgodnie ze wzorem
(89)
gdzie n- częstotliwość obrotów, s-1;
r- promień wirującego korpusu, m.
Prędkość lotu iskier powstających podczas pracy z instrumentem perkusyjnym przyjmuje się jako równą 16 m s
Kryterium Biot oblicza się według wzoru
(90)
gdzie D u jest średnicą iskry, m;
li jest współczynnikiem przewodności cieplnej metalu iskry w temperaturze samozapłonu substancji palnej ( T sv), Wm-1 × K-1.
Zgodnie z wartościami względnego nadmiaru temperatury qp i kryterium W wyznaczam zgodnie z wykresem (rys. 5) kryterium Fouriera.

Cholera. pięć

Czas chłodzenia cząstki metalu (t), s, oblicza się ze wzoru
(91)
gdzie F 0 - kryterium Fouriera;
OD oraz - pojemność cieplna metalu iskry w temperaturze samozapłonu substancji palnej, J×kg-1×K-1;
ri jest gęstością metalu iskry w temperaturze samozapłonu substancji palnej, kg×m-3.
Wobec danych eksperymentalnych dotyczących zdolności zapłonu iskier ciernych można bez obliczeń wyciągnąć wniosek o ich zagrożeniu dla analizowanego czynnika palnego.
5.1.4. Otwarte płomienie i iskry z silników (pieców)
Zagrożenie pożarem płomienia wynika z intensywności efektu cieplnego (gęstość strumienia ciepła), obszaru oddziaływania, orientacji (położenie wzajemne), częstotliwości i czasu jego oddziaływania na substancje palne. Gęstość strumienia ciepła płomieni dyfuzyjnych (zapałki, świece, palniki gazowe) wynosi 18-40 kW×m-2, a mieszanych (palniki, palniki gazowe) 60-140 kW×m-2. 6 przedstawia charakterystykę temperaturową i czasową niektórych płomieni i niskokalorycznych źródeł ciepła.
Tabela 6

Nazwa palącej się substancji (produktu) lub operacja stwarzająca zagrożenie pożarowe	Temperatura płomienia (tlenie lub ogrzewanie), °C	Czas palenia (tlący), min
Ciecze palne i palne	880	¾
Drewno i tarcica	1000	-
Gazy naturalne i skroplone	1200	-
Spawanie gazowe metali	3150	-
Cięcie gazowe metalu	1350	-
Tlący się papieros	320-410	2-2,5
Tlący się papieros	420¾460	26-30
płonąca zapałka	600¾640	0,33

Otwarty płomień jest niebezpieczny nie tylko w bezpośrednim kontakcie z medium palnym, ale także podczas napromieniania. Intensywność napromieniowania ( g p), W × m-2, oblicza się ze wzoru
(92)
gdzie 5,7 to emisyjność ciała doskonale czarnego, W × m-2 × K-4;
epr - obniżona emisyjność systemu
(93)
ef - stopień czerni pochodni (przy spalaniu drewna 0,7, produkty naftowe 0,85);
ev - stopień emisyjności napromieniowanej substancji pochodzi z literatury referencyjnej;
T f - temperatura płomienia, K,
T sv jest temperaturą substancji palnej, K;
j1f jest współczynnikiem napromieniowania między powierzchnią promieniującą i napromieniowaną.
Krytyczne wartości natężenia napromieniania w zależności od czasu napromieniania dla niektórych substancji podano w tabeli. 7.
Zagrożenie pożarem iskier z kominów, kotłowni, rur lokomotyw i lokomotyw spalinowych, a także innych maszyn, pożarami, w dużej mierze zależy od ich wielkości i temperatury. Ustalono, że iskra o średnicy 2 mm stanowi zagrożenie pożarowe, jeśli ma temperaturę około 1000 ° C, iskra o średnicy 3 mm to 800 ° C, a iskra o średnicy 5 mm wynosi 600 ° C.
Zawartość ciepła i czas schłodzenia iskry do bezpiecznej temperatury oblicza się za pomocą wzorów (76 i 91). W tym przypadku przyjmuje się, że średnica iskry wynosi 3 mm, a prędkość przelotu iskry (wi), m×s-1, oblicza się ze wzoru
(94)
gdzie ww - prędkość wiatru, m×s-1;
h- wysokość rury, m.
Tabela 7

Materiał	Minimalna intensywność napromieniania, W × m-2, z czasem trwania napromieniania, min
	3	5	15
Drewno (sosna o wilgotności 12%)	18800	16900	13900
Płyta wiórowa o gęstości 417 kg×m-3	13900	11900	8300
Brykiet torfowy	31500	24400	13200
grudka torfowa	16600	14350	9800
włókno bawełniane	11000	9700	7500
Laminat	21600	19100	15400
włókno szklane	19400	18600	17400
pergamin	22000	19750	17400
Guma	22600	19200	14800
Węgiel	¾	35000	35000

Wyładowanie iskrowe następuje, gdy natężenie pola elektrycznego osiąga wartość przebicia dla danego gazu.Wartość ta zależy od ciśnienia gazu; dla powietrza pod ciśnieniem atmosferycznym jest to około . Zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia. Zgodnie z prawem doświadczalnym Paschena stosunek natężenia pola przebicia do ciśnienia jest w przybliżeniu stały:

Wyładowaniu iskrowemu towarzyszy powstawanie jasno świecącego krętego, rozgałęzionego kanału, przez który przechodzi krótkotrwały impuls prądu o dużej sile. Przykładem jest błyskawica; jego długość wynosi do 10 km, średnica kanału do 40 cm, natężenie prądu może osiągnąć 100 000 lub więcej amperów, czas trwania impulsu około.

Każda błyskawica składa się z kilku (do 50) impulsów podążających tym samym kanałem; ich łączny czas trwania (wraz z przerwami między impulsami) może sięgać kilku sekund. Temperatura gazu w kanale iskrowym może wynosić do 10 000 K. Szybkie, silne nagrzewanie się gazu prowadzi do gwałtownego wzrostu ciśnienia i pojawienia się fal uderzeniowych i dźwiękowych. Dlatego wyładowaniu iskrowemu towarzyszą zjawiska dźwiękowe - od słabego trzaskania iskrą o małej mocy po grzmot towarzyszący piorunowi.

Pojawienie się iskry poprzedza powstanie w gazie silnie zjonizowanego kanału, zwanego streamerem. Kanał ten uzyskuje się poprzez nakładanie się pojedynczych lawin elektronowych, które występują na drodze iskry. Przodkiem każdej lawiny jest elektron powstały w wyniku fotojonizacji. Schemat rozwoju streamera pokazano na ryc. 87.1. Niech natężenie pola będzie takie, że elektron uciekający z katody w wyniku jakiegoś procesu nabierze energii wystarczającej do jonizacji na średniej drodze swobodnej.

W związku z tym dochodzi do multiplikacji elektronów – następuje lawina (utworzone w tym przypadku jony dodatnie nie odgrywają znaczącej roli ze względu na znacznie mniejszą ruchliwość; wyznaczają jedynie ładunek kosmiczny, co powoduje redystrybucję potencjału). Promieniowanie krótkofalowe emitowane przez atom, w którym jeden z wewnętrznych elektronów został wyrwany podczas jonizacji (promieniowanie to pokazano na schemacie liniami falistymi), powoduje fotojonizację cząsteczek, a powstałe elektrony generują coraz więcej nowych lawiny. Po nałożeniu się lawin powstaje dobrze przewodzący kanał - streamer, wzdłuż którego z katody do anody pędzi potężny przepływ elektronów - następuje awaria.

Jeżeli elektrody mają kształt, w którym pole w przestrzeni międzyelektrodowej jest w przybliżeniu jednorodne (np. są to kulki o dostatecznie dużej średnicy), to przebicie następuje przy ściśle określonym napięciu, którego wartość zależy od odległości między nimi piłki. Na tym opiera się woltomierz iskrowy, za pomocą którego mierzone jest wysokie napięcie. Podczas pomiaru określana jest największa odległość, przy której pojawia się iskra. Mnożąc następnie przez otrzymaj wartość zmierzonego napięcia.

Jeśli jedna z elektrod (lub obie) ma bardzo dużą krzywiznę (na przykład cienki drut lub szpic służy jako elektroda), to przy niezbyt wysokim napięciu dochodzi do tak zwanego wyładowania koronowego. Wraz ze wzrostem napięcia wyładowanie to zamienia się w iskrę lub łuk.

Podczas wyładowania koronowego jonizacja i wzbudzenie cząsteczek nie zachodzi w całej przestrzeni międzyelektrodowej, a jedynie w pobliżu elektrody o małym promieniu krzywizny, gdzie natężenie pola osiąga wartości równe lub większe niż . W tej części wyładowania gaz się żarzy. Poświata ma wygląd korony otaczającej elektrodę, stąd nazwa tego typu wyładowania. Wyładowanie koronowe z końcówki wygląda jak świecący pędzel, dlatego czasami nazywane jest wyładowaniem szczotkowym. W zależności od znaku elektrody koronowej mówi się o koronie dodatniej lub ujemnej. Pomiędzy warstwą koronową a nieulotową elektrodą znajduje się zewnętrzny obszar korony. Reżim rozpadu istnieje tylko w warstwie koronowej. Dlatego możemy powiedzieć, że wyładowanie koronowe jest niepełnym przebiciem szczeliny gazowej.

W przypadku ujemnej korony zjawiska na katodzie są podobne do tych na katodzie wyładowania jarzeniowego. Jony dodatnie przyspieszane przez pole wybijają elektrony z katody, co powoduje jonizację i wzbudzenie cząsteczek w warstwie koronowej. W zewnętrznym obszarze korony pole jest niewystarczające, aby dostarczyć elektronom energii potrzebnej do jonizacji lub wzbudzenia cząsteczek.

Dlatego elektrony, które wniknęły w ten obszar, dryfują pod działaniem zera do anody. Niektóre elektrony są wychwytywane przez cząsteczki, co powoduje powstawanie jonów ujemnych. Tak więc prąd w obszarze zewnętrznym jest określany tylko przez nośniki ujemne - elektrony i jony ujemne. W tym regionie zrzut ma charakter niesamowystarczalny.

W koronie dodatniej lawiny elektronowe powstają na zewnętrznej granicy korony i pędzą do elektrody koronowej - anody. Pojawienie się elektronów, które generują lawiny, wynika z fotojonizacji wywołanej promieniowaniem warstwy koronowej. Nośnikami prądu w zewnętrznym obszarze korony są jony dodatnie, które pod wpływem pola dryfują w kierunku katody.

Jeśli obie elektrody mają dużą krzywiznę (dwie elektrody koronowe), procesy właściwe dla elektrody koronowej tego znaku zachodzą w pobliżu każdej z nich. Obie warstwy koronowe są oddzielone zewnętrznym obszarem, w którym poruszają się przeciwprądy dodatnich i ujemnych nośników prądu. Taka korona nazywana jest dwubiegunową.

Niezależnym wyładowaniem gazowym, o którym mowa w § 82 przy rozpatrywaniu liczników, jest wyładowanie koronowe.

Wraz ze wzrostem napięcia wzrasta grubość warstwy koronowej i siła prądu wyładowania. Przy niskim napięciu korona ma niewielki rozmiar, a jej blask jest niezauważalny. Taka mikroskopijna korona pojawia się w pobliżu punktu, z którego wypływa wiatr elektryczny (patrz § 24).

Korona, która pojawia się pod wpływem elektryczności atmosferycznej na szczytach masztów statków, drzew itp., nazywana była w dawnych czasach pożarami św. Elma.

W zastosowaniach wysokiego napięcia, w szczególności w liniach przesyłowych wysokiego napięcia, korona prowadzi do szkodliwego upływu prądu. Dlatego należy podjąć środki, aby temu zapobiec. W tym celu np. przewody linii wysokiego napięcia mają wystarczająco dużą średnicę, im większe, tym wyższe napięcie linii.

Przydatne zastosowanie w technologii wyładowań koronowych występujących w elektrofiltrach. Oczyszczany gaz porusza się w rurze, wzdłuż której osi znajduje się ujemna elektroda koronowa. Jony ujemne, które są obecne w dużych ilościach w zewnętrznym obszarze korony, osadzają się na cząsteczkach lub kropelkach zanieczyszczających gaz i są przenoszone wraz z nimi do zewnętrznej nieulotowej elektrody. Po dotarciu do tej elektrody cząsteczki są neutralizowane i osadzają się na niej. Następnie, po uderzeniu w rurę, osad utworzony przez uwięzione cząstki osypuje się do zbiornika.