Temperatura scânteii electrice. Foc deschis, produse fierbinți ale arderii și suprafețe încălzite de acestea

Calculul parametrilor surselor de incendiu (explozie).

În această etapă, este necesar să se evalueze capacitatea surselor de aprindere de a iniția substanțe combustibile.

Sunt luate în considerare patru surse de aprindere:

a) acţiunea secundară a fulgerului;

b) scântei de scurtcircuit;

c) scântei electrice de sudare;

d) becul unei lămpi cu incandescență.

e) izolarea prin ardere a cablului electric (sârmă)

Impactul secundar al fulgerului

Pericolul impactului secundar al fulgerelor constă în descărcările de scântei rezultate din inducție și influența electromagnetică electricitate atmosferică pentru echipament de productie, conducte și constructia unei cladiri. Energia de descărcare a scânteii depășește 250 mJ și este suficientă pentru a aprinde substanțe combustibile cu o energie minimă de aprindere de până la 0,25 J.

Acțiunea secundară a unui fulger este periculoasă pentru gazul care a umplut întregul volum al încăperii.

Acțiunea termică a curenților scurti

Este clar că la scurt circuit la defectarea aparatului de protecție, scânteile care apar sunt capabile să aprindă lichidul inflamabil și să explodeze gazul (această posibilitate este evaluată mai jos). Când protecția este declanșată, curentul de scurtcircuit durează un timp scurtși poate aprinde numai cablurile din PVC.

Temperatura conductorului t aproximativ C, încălzit printr-un curent de scurtcircuit, se calculează prin formula

unde t n este temperatura inițială a conductorului, o C;

eu k.z. - curent de scurtcircuit, A;

R - rezistența (activă) a conductorului, Ohm;

k.z. - durata scurtcircuitului, s;

C pr - capacitatea termică a materialului firului, J * kg -1 * K -1;

m pr - greutatea firului, kg.

Pentru ca cablajul să se aprindă este necesar ca temperatura t pr să fie mai mare decât temperatura de aprindere a cablajului PVC t resp. \u003d 330 despre C.

Se presupune că temperatura inițială a conductorului este egală cu temperatura ambiantă de 20 ° C. Mai sus, în capitolul 1.2.2, au fost calculate rezistența activă a conductorului (Ra \u003d 1,734 Ohm) și curentul de scurtcircuit (I scurtcircuit \u003d 131,07 A). Capacitatea termică a cuprului C pr \u003d 400 J * kg -1 * K -1. Masa firului este produsul dintre densitate și volum, iar volumul este produsul dintre lungimea L și aria secțiunii transversale a conductorului S

m pr \u003d * S * L (18)

Conform cărții de referință, găsim valoarea \u003d 8,96 * 10 3 kg / m 3. În formula (18) înlocuim valoarea ariei secțiunii transversale a celui de-al doilea fir, din tabel. 11, cel mai scurt, adică L \u003d 2 m și S \u003d 1 * 10 -6 m. Masa firului este

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

Cu durata unui scurtcircuit scurt. \u003d 30 ms, conform tabelului 11, conductorul se va încălzi până la o temperatură

Această temperatură nu este suficientă pentru a aprinde cablurile din PVC. Și dacă protecția se oprește, atunci va fi necesar să se calculeze probabilitatea de incendiu a cablurilor din PVC.

Scurtcircuit cu scântei

În cazul unui scurtcircuit, apar scântei care au o temperatură inițială de 2100 ° C și sunt capabile să aprindă lichidul inflamabil și să explodeze gazul.

Temperatura inițială a picăturii de cupru este de 2100 o C. Înălțimea la care apare scurtcircuitul este de 1 m, iar distanța până la balta de lichid inflamabil este de 4 m. Diametrul picăturii este d la =2,7 mm sau d la =2,7*10 -3.

Cantitatea de căldură pe care o picătură de metal o poate degaja unui mediu combustibil atunci când se răcește la temperatura sa de aprindere se calculează după cum urmează: viteza medie de zbor a unei picături de metal la cădere liberă w cf, m/s, calculat prin formula

unde g este accelerația de cădere liberă, 9,81 m/s 2 ;

H - înălțimea de cădere, 1 m.

Obținem că viteza medie a căderii în timpul căderii libere

Durata căderii unei picături poate fi calculată prin formula

Apoi volumul picăturii Vk este calculat prin formula

Masa căderii m k, kg:

unde este densitatea metalului în stare topită, kg * m -3.

Densitatea cuprului în stare topită (conform profesorului) este de 8,6 * 10 3 kg / m 3, iar masa picăturii conform formulei (22)

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

Timpul de zbor al unei picături de metal în stare topită (lichid) p, s:

unde C p este capacitatea termică specifică a topiturii materialului picături, pentru cupru C p = 513 J * kg -1 * K -1;

S k este aria suprafeței picăturii, m 2 , S k =0,785d k 2 =5,722*10 -6 ;

T n, T pl - temperatura scăderii la începutul zborului și, respectiv, punctul de topire al metalului, T n =2373 K, T pl =1083 K;

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

Coeficient de transfer termic, W * m -2 * K -1.

Coeficientul de transfer de căldură se calculează în următoarea secvență:

1) calculați mai întâi numărul Reynolds

unde v \u003d 1,51 * 10 -5 1 / (m 2 * s) - coeficientul de vâscozitate cinematică a aerului la o temperatură de 293 K,

unde \u003d 2,2 * 10 -2 W * m -1 * K -1 - coeficientul de conductivitate termică a aerului,

1*102 W*m-2*K-1.

După ce am calculat coeficientul de transfer de căldură, găsim timpul de zbor al unei picături de metal în stare topită (lichid) conform formulei (23)

Deoarece< р, то конечную температуру капли определяют по формуле

Temperatura de autoaprindere a propanului este de 466 ° C, iar temperatura picăturii (scânteii) în momentul în care se apropie de bazinul de lichid inflamabil este de 2373 K sau 2100 ° C. La această temperatură, izoprenul se va aprinde și arde în mod constant, iar propanul va exploda chiar dacă apare o scânteie de scurtcircuit. Punctul de aprindere al izoprenului este -48 0 С.

SURSA DE Aprindere - o sursă de energie care inițiază aprinderea. Trebuie să aibă suficientă energie, temperatură și durata de expunere.

După cum sa menționat mai devreme, arderea poate avea loc atunci când o varietate de surse de aprindere influențează HS. După natura originii, sursele de aprindere pot fi clasificate:

• 
  foc deschis, produse fierbinți de ardere și suprafețe încălzite de acestea;
• 
  manifestări termice ale energiei mecanice;
• 
  manifestări termice ale energiei electrice;
• 
  manifestări termice reacții chimice(focul deschis și produsele de ardere sunt separate din acest grup într-un grup independent).

foc deschis, produse de ardere incandescente și suprafețe încălzite de acestea

În scopuri de producție, focul, cuptoarele de foc, reactoarele, torțele pentru arderea vaporilor și gazelor sunt utilizate pe scară largă. La conducere lucrări de reparații folosiți adesea flacăra arzătoarelor și torțelor, folosiți torțe pentru a încălzi țevile înghețate, focurile pentru a încălzi solul atunci când ardeți deșeurile. Temperatura flăcării, precum și cantitatea de căldură care este eliberată, sunt suficiente pentru a aprinde aproape toate substanțele combustibile.

Flacara deschisa. pericol de foc flacăra este determinată de temperatura pistoletului și timpul de influență a acesteia asupra substanțelor combustibile. De exemplu, aprinderea este posibilă dintr-un IS „scăzut în calorii”, cum ar fi un muc mocnit al unei țigări sau al unei țigări, un chibrit aprins (Tabelul 1).

Sursele de foc deschis - torțe - sunt adesea folosite pentru a încălzi un produs înghețat, pentru a ilumina la inspectarea aparatelor în întuneric, de exemplu, la măsurarea nivelului de lichide, la efectuarea unui incendiu pe teritoriul obiectelor cu prezența lichidelor inflamabile și a lichidelor combustibile.

Produse de ardere puternic încălzite - produse de ardere gazoase care se obțin în timpul arderii substanțelor solide, lichide și gazoase și pot atinge temperaturi de 800-1200 ° C. Pericol de incendiu este ieșirea produselor puternic încălzite prin scurgeri în zidăria cuptoarelor și canalelor de fum.

Sursele industriale de aprindere sunt și scânteile care apar în timpul funcționării cuptoarelor și motoarelor. Sunt particule solide incandescente de combustibil sau calcar într-un flux de gaz, care sunt obținute ca urmare a arderii incomplete sau a îndepărtării mecanice a substanțelor combustibile și a produselor de coroziune. Temperatura unei astfel de particule solide este destul de ridicată, dar energia termică (W) este mică datorită masei mici a scânteii. O scânteie este capabilă să aprindă numai substanțe care sunt suficient de pregătite pentru ardere (amestecuri gaz-vapori-aer, praf depus, materiale fibroase).

Focurile „sclipesc” din cauza defectelor de design; din cauza utilizării unui tip de combustibil pentru care cuptorul nu este proiectat; din cauza exploziei crescute; din cauza arderii incomplete a combustibilului; din cauza atomizării insuficiente a combustibilului lichid, precum și din cauza nerespectării termenelor de curățare a cuptoarelor.

Scântei și funingine în timpul funcționării motorului cu ardere internă se formează atunci când sistemul de alimentare cu combustibil, aprinderea electrică sunt reglate necorespunzător; când combustibilul este contaminat cu uleiuri lubrifiante și impurități minerale; în timpul funcționării prelungite a motorului cu suprasarcini; în cazul încălcării condițiilor de curățare a sistemului de evacuare de depunerile de carbon.

Pericolul de incendiu al scânteilor din încăperile cazanelor, țevilor locomotivelor cu abur și locomotivelor diesel, precum și al altor mașini, un incendiu este în mare măsură determinat de dimensiunea și temperatura acestora. S-a stabilit că o scânteie d = 2 mm este inflamabilă dacă are t » 1000°С; d=3 mm - 800°C; d = 5 mm - 600°C.

Manifestări termice periculoase ale energiei mecanice

În condiții de producție, se observă o creștere periculoasă a temperaturii corpului ca urmare a conversiei energiei mecanice în energie termică:

• 
  la impactul corpurilor solide (cu sau fără formarea de scântei);
• 
  cu frecarea suprafeței corpurilor în timpul mișcării lor reciproce;
• 
  la prelucrare materiale dure sculă de tăiere;
• 
  la comprimarea gazelor şi la presarea materialelor plastice.

Gradul de încălzire al corpurilor și posibilitatea apariției unei surse de aprindere în acest caz depind de condițiile de trecere a energiei mecanice în energie termică.

Scântei, care sunt obținute din impactul corpurilor solide.

Dimensiunea scânteilor de impact și frecare, care sunt o bucată de metal sau piatră încălzită până la strălucire, nu depășește de obicei 0,5 mm. Temperatura de scânteie a oțelurilor nealiate cu conținut scăzut de carbon poate atinge punctul de topire al metalului (aproximativ 1550°C).

În condiții de producție, acetilena, etilena, hidrogenul, monoxidul de carbon, disulfura de carbon, amestecul metan-aer și alte substanțe se aprind din cauza impactului scânteilor.

Cu cât este mai mult oxigen în amestec, cu cât arderea scânteii este mai intensă, cu atât combustibilitatea amestecului este mai mare. Scânteia care zboară nu aprinde direct amestecul de praf-aer, dar, căzând pe praful depus sau pe materialele fibroase, va provoca apariția focarelor mocnite. Așadar, în întreprinderile de măcinat făină, țesut și filat bumbac, aproximativ 50% din toate incendiile apar din scântei care se sting atunci când lovesc corpurile solide.

Scânteile, care se obțin atunci când corpurile de aluminiu lovesc o suprafață de oțel oxidată, duc la un atac chimic cu eliberarea unei cantități semnificative de căldură.

Scântei generate atunci când metalul sau pietrele lovesc mașinile.

În aparatele cu mixere, concasoare, mixere și altele, dacă bucăți de metal sau pietre se înțeleg cu produsele prelucrate, se pot forma scântei. De asemenea, scânteile se formează atunci când mecanismele de mișcare ale mașinilor lovesc părțile lor fixe. În practică, se întâmplă adesea ca rotorul unui ventilator centrifugal să se ciocnească cu pereții carcasei sau cu tamburele cu ace și cuțite ale mașinilor de egrenat și scutchat, care se rotesc rapid și lovesc grătarele fixe de oțel. În astfel de cazuri, se observă scântei. Este posibil și cu reglarea necorespunzătoare a golurilor, cu deformarea și vibrația arborilor, uzura lagărelor, distorsiuni, fixarea insuficientă a sculei de tăiere pe arbori. În astfel de cazuri, este posibilă nu numai scântei, ci și defecțiune părți separate masini. Ruperea ansamblului mașinii, la rândul său, poate fi cauza formării de scântei, deoarece particulele de metal intră în produs.

Aprinderea unui mediu combustibil prin supraîncălzire în timpul frecării.

Orice mișcare a corpurilor în contact unele cu altele necesită cheltuirea energiei pentru a depăși munca forțelor de frecare. Această energie este transformată în mare parte în căldură. În starea normală și funcționarea corectă a pieselor care se freacă, căldura care este eliberată în timp util este îndepărtată printr-un sistem special de răcire și este, de asemenea, disipată în mediu. O creștere a eliberării de căldură sau o scădere a eliminării căldurii și a pierderii de căldură duce la o creștere a temperaturii corpurilor de frecare. Din acest motiv, mediile sau materialele combustibile se aprind din cauza supraîncălzirii rulmenților mașinii, a garniturilor bine strânse, a tamburilor și a benzilor transportoare, a scripetelor și a curelelor de transmisie, a materialelor fibroase atunci când sunt înfășurate pe arborii mașinilor și aparatelor care se rotesc.

În acest sens, cei mai periculoși de incendiu sunt lagărele de alunecare a arborilor de mare viteză și încărcați puternic. Calitate slabă lubrifierea suprafețelor de lucru, contaminarea acestora, arborii nealiniați, supraîncărcarea mașinilor și strângerea excesivă a rulmenților - toate acestea pot provoca suprasarcină. Foarte des, carcasa rulmentului este contaminată cu depuneri de praf combustibil. Acest lucru creează și condițiile pentru supraîncălzirea lor.

La instalațiile în care sunt utilizate sau prelucrate materiale fibroase, acestea se aprind atunci când sunt înfășurate pe unități rotative (filatori, mori de in, combine de recoltat). Materialele fibroase și produsele din paie sunt înfășurate pe arbori lângă rulmenți. Înfășurarea este însoțită de o compactare treptată a masei și apoi de încălzirea sa puternică în timpul frecării, carbonizării și aprinderii.

Eliberarea de căldură în timpul comprimării gazelor.

O cantitate semnificativă de căldură este eliberată în timpul comprimării gazelor ca urmare a mișcării intermoleculare. O defecțiune sau lipsa unui sistem de răcire a compresorului poate duce la distrugerea acestora în cazul unei explozii.

Manifestări termice periculoase ale reacțiilor chimice

În condițiile de producție și depozitare a substanțelor chimice, se întâlnește un număr mare de astfel de compuși chimici, al căror contact cu aerul sau apa, precum și contactul reciproc unul cu celălalt, poate provoca un incendiu.

1) Reacțiile chimice care au loc cu degajarea unei cantități semnificative de căldură prezintă un potențial pericol de incendiu sau explozie, deoarece este posibil un proces de încălzire necontrolat de reacție, de substanțe combustibile nou formate sau din apropiere.

2) Substanțe care se aprind spontan și se aprind spontan la contactul cu aerul.

3) Adesea, în funcție de condițiile procesului tehnologic, substanțele din aparat pot fi încălzite la o temperatură care depășește temperatura arderii lor spontane. Astfel, produsele de piroliză gazoasă în timpul producției de etilenă din produse petroliere au o temperatură de autoaprindere în intervalul 530 - 550 ° C și ies din cuptoarele de piroliză la o temperatură de 850 ° C. Păcură cu o temperatură de autoaprindere de 380 - 420 ° C este încălzită până la 500 ° C la unitățile de cracare termică; Butanul și butilena, care au o temperatură de autoaprindere de 420°C și, respectiv, 439°C, se încălzesc până la 550–650°C atunci când produc butadienă etc. Când aceste substanțe ies în exterior, se autoaprind.

4) Uneori substanțele din procesele tehnologice sunt foarte temperatura scazuta autoaprindere:

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

Clorura de dietilaluminiu - Al (C2H5) 2CI (-60°C);

Triizobutilaluminiu (-40°C);

Fluorura de hidrogen, lichid și fosfor alb- sub temperatura camerei.

5) Multe substanțe în contact cu aerul sunt capabile de ardere spontană. Autoaprinderea începe la o temperatură mediu inconjurator sau după o încălzire prealabilă. Astfel de substanțe includ uleiuri și grăsimi vegetale, sulfuri de fier, unele tipuri de funingine, substanțe sub formă de pulbere (aluminiu, zinc, titan, magneziu etc.), fân, cereale în siloz etc.

Contactul substanțelor chimice cu autoaprindere cu aerul are loc de obicei atunci când containerele sunt deteriorate, scurgeri de lichide, ambalarea substanțelor, în timpul uscării, depozit deschis solide zdrobite, precum și materiale fibroase, la pomparea lichidelor din rezervoare, când în interiorul rezervoarelor există depuneri cu autoaprindere.

Substante care se aprind la contactul cu apa.

La instalațiile industriale, există o cantitate semnificativă de substanțe care se aprind atunci când interacționează cu apa. Căldura degajată în acest caz poate provoca aprinderea substanțelor combustibile formate sau adiacente zonei de reacție. Substanțele care se aprind sau provoacă ardere în contact cu apa includ metalele alcaline, carbura de calciu, carburile metalelor alcaline, sulfura de sodiu etc. Multe dintre aceste substanțe, atunci când interacționează cu apa, formează gaze combustibile care se aprind din căldura de reacție:

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

Când o cantitate mică (3 ... 5 g) de potasiu și sodiu interacționează cu apa, temperatura crește peste 600 ... 650 ° C. Dacă interacționează în în număr mare, exploziile apar cu stropirea metalului topit. În stare dispersată, metalele alcaline se aprind în aer umed.

Unele substanțe, cum ar fi varul nestins, sunt incombustibile, dar căldura lor de reacție cu apa poate încălzi materialele combustibile din apropiere până la punctul de autoaprindere. Deci, atunci când apa intră în contact cu varul nestins, temperatura din zona de reacție poate ajunge la 600 ° C:

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

Sunt cunoscute cazuri de incendii în adăposturile de păsări, unde fânul era folosit ca așternut. Incendiile s-au produs după tratarea spațiilor de păsări de curte cu var nestins.

Contactul cu apa al compușilor organoaluminiu este periculos, deoarece interacțiunea acestora cu apa are loc cu o explozie. Intensificarea unui incendiu sau explozie care a început poate apărea atunci când se încearcă stingerea unor astfel de substanțe cu apă sau spumă.

Aprinderea substanțelor chimice în timpul contactului reciproc are loc sub acțiunea agenților oxidanți asupra substanțelor organice. Clorul, bromul, fluorul, oxizii de azot, acidul azotic, oxigenul și multe alte substanțe acționează ca agenți de oxidare.

Agenții oxidanți, atunci când interacționează cu substanțele organice, le vor provoca aprinderea. Unele amestecuri de agenți oxidanți și substanțe combustibile sunt capabile să se aprindă atunci când sunt expuse la acid sulfuric sau azotic sau la o cantitate mică de umiditate.

Reacția interacțiunii unui oxidant cu o substanță combustibilă este facilitată de zdrobirea substanțelor, creșterea temperaturii sale inițiale, precum și prezența inițiatorilor de procese chimice. În unele cazuri, reacțiile sunt de natura unei explozii.

Substanțe care se aprind sau explodează atunci când sunt încălzite sau se acționează mecanic asupra acestora.

niste substanțe chimice instabil prin natură, capabil să se descompună în timp sub influența temperaturii, frecării, impactului și a altor factori. Aceștia sunt, de regulă, compuși endotermici, iar procesul de descompunere a acestora este asociat cu eliberarea unei cantități mari sau mici de căldură. Acestea includ salpetri, peroxizi, hidroperoxizi, carburi ale anumitor metale, acetilenuri, acetilena etc.

Încălcarea reglementărilor tehnologice, utilizarea sau depozitarea unor astfel de substanțe, influența unei surse de căldură asupra acestora pot duce la descompunerea lor explozivă.

Acetilena are o tendință de descompunere explozivă sub influența temperaturii și presiunii ridicate.

Manifestări termice ale energiei electrice

Dacă echipamentul electric nu respectă natura mediului tehnologic, precum și în cazul nerespectării regulilor de funcționare a acestui echipament electric, în producție poate apărea o situație de pericol de incendiu și explozie. Situații periculoase de incendiu și explozie apar în procesele tehnologice de producție în timpul scurtcircuitului, cu defecțiuni ale stratului de izolație, cu supraîncălzirea excesivă a motoarelor electrice, cu deteriorarea secțiunilor individuale retelelor electrice, cu descărcări de scânteie de electricitate statică și atmosferică etc.

Tipurile de electricitate atmosferică includ:

• 
  Fulgerul lovește direct. Pericolul unei lovituri directe de trăsnet este în contactul HS cu canalul fulgerului, temperatura la care atinge 2000 ° C cu un timp de acțiune de aproximativ 100 μs. Toate amestecurile combustibile se aprind de la o lovitură directă de fulger.
• 
  Manifestări secundare ale fulgerului. Pericolul unei manifestări secundare a fulgerelor constă în descărcări de scântei care apar ca urmare a inducției și influența electromagnetică electricitate atmosferică pentru echipamente de producție, conducte și structuri de clădiri. Energia de descărcare a scânteii depășește 250 mJ și este suficientă pentru a aprinde substanțe combustibile de la Wmin = 0,25 J.
• 
  Derapaj cu potențial ridicat. Potențialul ridicat este adus în clădire prin comunicații metalice nu numai atunci când sunt lovite direct de fulger, ci și atunci când comunicațiile sunt situate în imediata apropiere a paratrăsnetului. Dacă nu sunt respectate distanțele de siguranță dintre paratrăsnet și comunicații, energia posibilelor descărcări de scântei atinge valori de 100 J și mai mult. Adică, este suficient să aprindeți aproape toate substanțele combustibile.

Efectul termic al curenților de scurtcircuit. Ca urmare a unui scurtcircuit, se produce un efect termic asupra conductorului, care se încălzește până la temperaturi ridicate și poate fi dintr-un mediu combustibil.

Scântei electrice (picături de metal). Scânteile electrice sunt produse în timpul scurtcircuitelor în cablarea electrică, sudarea electrică și în timpul topirii electrozilor lămpilor cu incandescență de uz general.

Dimensiunea picăturilor de metal în timpul scurtcircuitului cablajului electric și topirii filamentului lămpilor electrice ajunge la 3 mm, iar în timpul sudării electrice 5 mm. Temperatura arcului în timpul sudării electrice ajunge la 4000 ° C, astfel încât arcul va fi o sursă de aprindere pentru toate substanțele combustibile.

Lămpi electrice cu incandescență. Pericolul de incendiu al lămpilor se datorează posibilității de contact a HS cu becul unei lămpi electrice cu incandescență încălzită peste temperatura de autoaprindere a HS. Temperatura de încălzire a becului unui bec electric depinde de puterea, dimensiunea și locația acestuia în spațiu.

Scântei de electricitate statică. Descărcările de electricitate statică pot fi generate în timpul transportului de lichide, gaze și praf, în timpul impacturilor, șlefuirii, pulverizării și proceselor similare de influență mecanică asupra materialelor și substanțelor care sunt dielectrice.

Concluzie: Pentru a asigura siguranța proceselor tehnologice în care este posibil contactul substanțelor combustibile cu sursele de aprindere, este necesar să se cunoască exact natura acestora pentru a exclude impactul asupra mediului.

Intrebarea 2: Măsuri preventive care exclud impactul surselor de aprindere asupra unui mediu combustibil;

Măsuri de stingere a incendiilor care exclud contactul unui mediu combustibil (HS) cu o flacără deschisă și produse fierbinți de ardere.

Pentru a asigura securitatea la incendiu și explozie a proceselor tehnologice, proceselor de prelucrare, depozitare și transport a substanțelor și materialelor, este necesar să se elaboreze și să implementeze măsuri inginerești și tehnice care să prevină formarea sau introducerea unei surse de aprindere în HS.

După cum sa menționat mai devreme, nu orice corp încălzit poate fi o sursă de aprindere, ci doar acele corpuri încălzite care sunt capabile să încălzi un anumit volum de amestec combustibil la anumită temperatură când viteza de degajare a căldurii este egală sau depășește viteza de îndepărtare a căldurii din zona de reacție. În acest caz, puterea și durata influenta termica sursele trebuie să fie astfel încât pentru un anumit timp să se mențină condițiile critice necesare formării unui front de flăcări. Prin urmare, cunoscând aceste condiții (condiții pentru formarea IZ), este posibil să se creeze astfel de condiții pentru desfășurarea proceselor tehnologice care ar exclude posibilitatea formării surselor de aprindere. În cazurile în care nu sunt îndeplinite condițiile de siguranță, se introduc soluții inginerești și tehnice care fac posibilă excluderea contactului HS cu sursele de aprindere.

Principala soluție tehnică și tehnică care exclude contactul unui mediu combustibil cu o flacără deschisă, produse fierbinți de combustie, precum și suprafețe puternic încălzite este izolarea acestora de un posibil contact atât în ​​timpul funcționării normale a echipamentului, cât și în caz de accidente.

La proiectarea proceselor tehnologice cu prezența dispozitivelor de acțiune „foc” (cuptoare cu tuburi, reactoare, torțe), este necesar să se prevadă izolarea acestor instalații de o posibilă coliziune a vaporilor și gazelor combustibile cu acestea. Aceasta se realizează:

• 
  amplasarea instalațiilor în spații închise, izolate de alte dispozitive;
• 
  amplasarea pe spații deschise între dispozitivele de „tragere” și instalațiile periculoase de incendiu ale barierelor de protecție. De exemplu, destinații de plasare structuri închise care acționează ca o barieră.
• 
  conformitatea cu golurile reglementate ignifuge între dispozitive;
• 
  utilizarea perdelelor de abur în cazurile în care este imposibil să se asigure o distanță ignifugă;
• 
  asigurarea proiectării în siguranță a arzătoarelor cu flare cu dispozitive de ardere continuă, a căror diagramă este prezentată în fig. 1.

Figura 1 - Torță pentru arderea gazelor: 1 - linie de alimentare cu abur; 2 - linia de aprindere a următorului arzător; 3 - linia de alimentare cu gaz la următorul arzător; 4 - arzator; 5 - butoi torță; 6 - opritor de flacara; 7 - separator; 8 - linie prin care se furnizează gaz pentru ardere.

Aprinderea amestecului de gaze în arzătorul următor se realizează folosind așa-numita flacără care rulează (amestecul combustibil pregătit în prealabil este aprins de un aprinzător electric și flacăra, mișcându-se în sus, aprinde gazul arzătorului). Pentru a reduce formarea de fum și scântei, arzătorului cu flare sunt furnizați vapori de apă.

• 
  cu excepția formării de IZ „scăzut în calorii” (fumatul este permis în facilități numai în locuri special amenajate).
• 
  folosind apa fierbinte sau vapori de apă pentru a dezgheța zonele înghețate echipamente tehnologiceîn locul torțelor (echipamente ale parcărilor deschise cu sisteme de alimentare cu aer cald) sau încălzitoare cu inducție.
• 
  curățarea conductelor și sisteme de ventilație din depozitele combustibile cu un agent ignifug (abur și curatare mecanica). În cazuri excepționale, incinerarea deșeurilor este permisă după demontarea conductelor în zone special desemnate și locuri permanente efectuarea de lucrări la cald.
• 
  controlul asupra stării de amplasare a canalelor de fum în timpul funcționării cuptoarelor și a motoarelor cu ardere internă, pentru a preveni scurgerile și arderile în țevile de evacuare.
• 
  protecția suprafețelor foarte încălzite ale echipamentelor de proces (camere de returbenți) cu izolație termică cu huse de protectie. În cele din urmă temperatura admisa suprafețele nu trebuie să depășească 80% din temperatura de autoaprindere a substanțelor combustibile care sunt utilizate în producție.
• 
  avertizare asupra manifestării periculoase a scânteilor de la cuptoare și motoare. În practică, această direcție de protecție se realizează prin prevenirea formării scânteilor și prin utilizarea unor dispozitive speciale de prindere și stingere a acestora. Pentru a preveni formarea scânteilor asigurați: întreținere automată temperatura optima amestec combustibil furnizat pentru ardere; reglare automată raportul optim între combustibil și aer din amestecul combustibil; prevenirea funcționării continue a cuptoarelor și motoarelor în regim forțat, cu suprasarcină; utilizarea acelor tipuri de combustibil pentru care sunt proiectate cuptorul și motorul; curatare sistematica suprafețe interioare cuptoare, canale de fum de la funingine și colectoare de evacuare ale motoarelor din depozitele de ulei de funingine etc.

Pentru a prinde și stinge scânteile care se formează în timpul funcționării cuptoarelor și motoarelor, se folosesc parascântei și parascântei, a căror funcționare se bazează pe utilizarea gravitației (camere sedimentare), inerțiale (camere cu despărțitori, grile, duze), forțe centrifuge (camere ciclon și turbină-vortex).

Cele mai răspândite în practică sunt opritoarele de scântei gravitaționale, inerțiale și tip centrifugal. Sunt echipate, de exemplu, cu canale de fum ale uscătoarelor de gaze arse, sisteme de evacuare pentru mașini și tractoare.

A furniza curațare profundă gazele de ardere de la scântei, în practică, se folosesc adesea nu unul, ci mai multe tipuri diferite de opritoare de scântei și descărcătoare de scântei, care sunt conectate între ele în serie. Oprirea scânteilor și stingerea în mai multe etape s-au dovedit fiabile, de exemplu, în procese tehnologice uscarea materialelor combustibile zdrobite, unde gazele de ardere amestecate cu aer sunt folosite ca agent de caldura.

Măsuri de stingere a incendiilor care exclud manifestările termice periculoase ale energiei mecanice

Prevenirea formării surselor de aprindere din efectele termice periculoase ale energiei mecanice este o sarcină urgentă la obiectele explozive și periculoase de incendiu, precum și la obiectele în care se utilizează sau se procesează praful și fibrele.

Pentru a preveni formarea scânteilor în timpul impactului, precum și degajarea de căldură în timpul frecării, se folosesc următoarele soluții organizatorice și tehnice:

Utilizarea instrumentelor care nu produc scântei. În locurile cu posibilă formare de amestecuri explozive de vapori sau gaze, este necesar să se folosească un instrument rezistent la explozie. Uneltele din bronz, bronz fosfor, alamă, beriliu etc. sunt considerate rezistente la scântei.

Exemplu: 1. Saboți de frână de cale ferată cu siguranță intrinsecă. rezervoare.2. Instrument de alamă pentru deschiderea tamburelor de carbură de calciu în stațiile de acetilenă.

Aplicarea capcanelor magnetice, gravitaționale sau inerțiale. Așadar, pentru a curăța bumbacul brut de pietre înainte de a intra în mașini, sunt instalate capcane de pietre gravitaționale sau inerțiale. Impuritățile metalice din materialele vrac și fibroase sunt, de asemenea, captate de separatoarele magnetice. Astfel de dispozitive sunt utilizate pe scară largă în producția de făină și cereale, precum și în fabricile de furaje.

Dacă există pericolul de intrare a impurităților solide nemagnetice în mașină, în primul rând, se efectuează o sortare minuțioasă a materiilor prime și, în al doilea rând, este căptușită suprafața interioară a mașinilor, pe care pot lovi aceste impurități. metal moale, cauciuc sau plastic.

Prevenirea impactului mecanismelor de mișcare ale mașinilor asupra pieselor fixe ale acestora. Principalele măsuri de prevenire a incendiilor care vizează prevenirea formării scânteilor de impact și frecare se reduc la reglarea și echilibrarea atentă a arborilor, selectarea corectă a rulmenților, verificarea dimensiunii golurilor dintre părțile mobile și staționare ale mașinilor, fixarea lor fiabilă, ceea ce elimină posibilitatea deplasărilor longitudinale; prevenirea supraîncărcării mașinilor.

Executarea în încăperi cu pericol de explozie a pardoselilor care nu fac scântei. Sunt prezentate cerințe sporite pentru siguranță intrinsecă spațiile de producție cu prezența acetilenei, etilenei, monoxidului de carbon, bisulfurei de carbon etc., ale căror podele și platforme sunt realizate dintr-un material care nu formează scântei, sau sunt căptușite cu covorașe de cauciuc, poteci etc.

Prevenirea aprinderii substanțelor în locurile cu degajare intensă de căldură în timpul frecării. În acest scop, pentru a preveni supraîncălzirea lagărelor, lagărele de alunecare sunt înlocuite cu rulmenți de rulare (unde există o astfel de posibilitate). În alte cazuri, se efectuează controlul automat al temperaturii încălzirii acestora. Controlul vizual al temperaturii se realizează prin aplicarea de vopsele termosensibile care își schimbă culoarea atunci când carcasa rulmentului este încălzită.

Prevenirea supraîncălzirii rulmenților se realizează și prin: echiparea sistemelor automate de răcire folosind uleiuri sau apă ca lichid de răcire; oportun și de calitate întreținere(ungerea sistematică, prevenirea strângerii excesive, eliminarea distorsiunilor, curățarea suprafeței de contaminare).

Pentru a evita supraîncălzirea și incendiile benzilor transportoare și curelelor de transmisie, nu trebuie permise lucrările cu suprasarcină; este necesar să se controleze gradul de tensiune a benzii, curelei, starea acestora. Nu trebuie permise blocajele încălțămintei liftului cu produse, deformarea curelelor și frecarea acestora cu carcasele. Când se utilizează transportoare și ascensoare puternice de înaltă performanță, pot fi utilizate dispozitive și dispozitive care semnalează automat funcționarea la suprasarcină și opresc mișcarea benzii atunci când sabotul liftului se prăbușește.

Pentru a preveni înfășurarea materialelor fibroase pe arborii rotativi ai mașinilor, este necesar să le protejați împotriva coliziunii directe cu materialele prelucrate prin utilizarea bucșe, carcase cilindrice și conice, conductori, bare de ghidare, scuturi anti-înfășurare etc. În plus, se stabilește jocul minim între știfturile arborelui și lagăre; se efectuează o monitorizare sistematică a arborilor, unde pot exista înfășurări, curățarea lor în timp util a fibrelor, protecția lor cu cuțite speciale anti-înfășurare ascuțite care taie fibra care se înfășoară. O astfel de protecție este asigurată, de exemplu, de mașinile de scutching la morile de in.

Prevenirea supraîncălzirii compresoarelor la comprimarea gazelor.

Supraîncălzirea compresorului este prevenită prin împărțirea procesului de comprimare a gazului în mai multe etape; amenajarea sistemelor de răcire cu gaz la fiecare treaptă de compresie; instalarea unei supape de siguranță pe linia de refulare din spatele compresorului; control automatşi controlul temperaturii gazului comprimat prin modificarea debitului lichidului de răcire furnizat frigiderelor; sistem automat blocare, care asigură oprirea compresorului în cazul creșterii presiunii sau temperaturii gazului în conductele de refulare; curățarea suprafeței de schimb de căldură a frigiderelor și a suprafețelor interioare ale conductelor de depozitele de ulei de carbon.

Prevenirea formării surselor de aprindere în timpul manifestărilor termice ale reacțiilor chimice

Pentru a preveni aprinderea substanțelor combustibile ca urmare a interacțiunii chimice la contactul cu un agent oxidant, apa, este necesar să se cunoască, în primul rând, motivele care pot duce la o astfel de interacțiune și, în al doilea rând, chimia proceselor de autoaprindere și ardere spontană. Cunoașterea cauzelor și condițiilor de formare a manifestărilor termice periculoase ale reacțiilor chimice face posibilă elaborarea unor măsuri eficiente de prevenire a incendiilor care exclud apariția acestora. Prin urmare, principalele măsuri de prevenire a incendiilor care previn manifestările termice periculoase ale reacțiilor chimice sunt:

Etanșeitatea sigură a dispozitivelor, care exclude contactul substanțelor încălzite peste temperatura de autoaprindere, precum și a substanțelor cu o temperatură scăzută de aprindere spontană, cu aerul;

Prevenirea arderii spontane a substanțelor prin reducerea vitezei reacțiilor chimice și a proceselor biologice, precum și eliminarea condițiilor de acumulare a căldurii;

Reducerea vitezei reacțiilor chimice și a proceselor biologice se realizează printr-o varietate de metode: limitarea umidității în timpul depozitării substanțelor și materialelor; scăderea temperaturii de depozitare a substanțelor și materialelor (de exemplu, cereale, hrană pentru animale) prin răcire artificială; depozitarea substanțelor într-un mediu cu conținut scăzut de oxigen; reducerea suprafeței specifice de contact a substanțelor cu autoaprindere cu aerul (brichetare, granulare a substanțelor pulverulente); utilizarea de antioxidanți și conservanți (depozitarea hranei pentru animale); eliminarea contactului cu aerul și substanțele chimic active (compuși peroxidici, acizi, alcaline etc.) prin depozitarea separată a substanțelor cu autoaprindere în recipiente închise etanș.

știind dimensiuni geometrice stivele și temperatura inițială a substanței, este posibil să se determine perioada sigură de depozitare a acestora.

Eliminarea condițiilor de acumulare de căldură se realizează în felul următor:

• 
  limitarea dimensiunii stivelor, rulotelor sau grămezilor de substanță depozitată;
• 
  ventilarea activă a aerului (fân și alte materiale vegetale fibroase);
• 
  amestecarea periodică a substanțelor în timpul depozitării lor pe termen lung;
• 
  reducerea intensității formării depunerilor combustibile în echipamentele de proces cu ajutorul dispozitivelor de captare;
• 
  curățarea periodică a echipamentelor de proces de depozitele combustibile cu autoaprindere;

Prevenirea aprinderii substanțelor în contact unele cu altele. Incendiile de la aprinderea substanțelor în contact unele cu altele sunt prevenite prin depozitare separată, precum și prin eliminarea cauzelor ieșirii lor de urgență din aparate și conducte.

Eliminarea aprinderii substanțelor ca urmare a auto-descompunerii la încălzire sau acțiune mecanică. Prevenirea aprinderii substanțelor predispuse la descompunere explozivă este asigurată prin protecție împotriva încălzirii până la temperaturi critice, influențe mecanice (impact, frecare, presiune etc.).

Prevenirea surselor de aprindere de la manifestări termice ale energiei electrice

Prevenirea manifestărilor termice periculoase ale energiei electrice este asigurată prin:

• 
  alegerea corectă a nivelului și tipului de protecție împotriva exploziei a motoarelor electrice și a dispozitivelor de control, alte electrice și echipament auxiliarîn conformitate cu clasa de pericol de incendiu sau de explozie a zonei, categoriei și grupei amestecului exploziv;
• 
  testarea periodică a rezistenţei de izolaţie a reţelelor electrice şi mașini electriceîn conformitate cu programul de întreținere preventivă;
• 
  protecția echipamentelor electrice împotriva curenților de scurtcircuit (SC) (folosirea siguranțelor de mare viteză sau întrerupătoarelor);
• 
  prevenirea supraîncărcării tehnologice a mașinilor și dispozitivelor;
• 
  prevenirea rezistențelor tranzitorii mari prin revizuirea și repararea sistematică a părții de contact a echipamentelor electrice;
• 
  excluderea descărcărilor de electricitate statică prin împământarea echipamentelor tehnologice, creșterea umidității aerului sau utilizarea impurităților antistatice în locurile cele mai probabile pentru generarea de încărcări, ionizarea mediului în dispozitive și limitarea vitezei de mișcare a lichidelor care sunt electrificate;
• 
  protecția clădirilor, structurilor, dispozitivelor de sine stătătoare împotriva loviturilor directe ale paratrăsnetului și protecția împotriva efectelor secundare ale acestuia.

Măsurile de prevenire a incendiilor în întreprinderi nu trebuie neglijate. Deoarece orice economii la protecția împotriva incendiilor vor fi disproporționat de mici în comparație cu pierderile de la un incendiu care a apărut din acest motiv.

Concluzia lecției:

Eliminarea impactului sursei de aprindere asupra substanțelor și materialelor este una dintre principalele măsuri de prevenire a apariției unui incendiu. În acele instalații în care nu este posibilă eliminarea încărcăturii de incendiu, Atentie speciala dat cu excluderea sursei de aprindere.

4.9. Pe baza datelor colectate se calculează factorul de siguranță K s în următoarea secvență.
4.9.1. Calculați timpul mediu de existență a unui eveniment periculos de incendiu și explozie (t0) (timpul mediu petrecut în defecțiune) conform formulei
(68)
unde t j- durata de viață i-al-lea eveniment periculos de incendiu și explozie, min;
m- numărul total de evenimente (produse);
j- numărul de ordine al evenimentului (produsului).
4.9.2. O estimare punctuală a varianței ( D 0) timpul mediu de existență a unui eveniment periculos de incendiu și explozie se calculează prin formula
(69)
4.9.3. Abaterea standard () a unei estimări punctuale a duratei medii de viață a unui eveniment - t0 este calculată prin formula
(70)
4.9.4. Din Tabel. 5 alegeți valoarea coeficientului t b în funcție de numărul de grade de libertate ( m-1) cu un nivel de încredere b=0,95.
Tabelul 5

(82)
Dacă t>(tр+tcr), atunci temperatura finală a scăderii în stare solidă este determinată de formula
(83)
Unde CU k este capacitatea termică specifică a metalului, J kg -1×K-1.
Cantitatea de căldură ( W), J, degajat de o picătură de metal într-un material combustibil solid sau lichid pe care a căzut, se calculează prin formula
(84)
Unde T sv - temperatura de autoaprindere a materialului combustibil, K;
LA- coeficient egal cu raportul dintre căldura dată substanței combustibile și energia stocată în picătură.
Dacă nu este posibilă determinarea coeficientului LA, apoi acceptă LA=1.
O determinare mai riguroasă a temperaturii finale a picăturilor poate fi efectuată ținând cont de dependența coeficientului de transfer de căldură de temperatură.
5.1.2.3. Lămpi electrice cu incandescență de uz general
Pericolul de incendiu al lămpilor se datorează posibilității de contact a unui mediu combustibil cu becul unei lămpi electrice cu incandescență încălzită peste temperatura de autoaprindere a unui mediu combustibil. Temperatura de încălzire a becului unui bec electric depinde de puterea lămpii, de dimensiunea acesteia și de locația în spațiu. Dependența temperaturii maxime de becul unei lămpi situate orizontal de puterea și timpul acesteia este prezentată în Fig. 3.

Rahat. 3

5.1.2.4. Scântei de electricitate statică
energie de scânteie ( W i), J, care poate apărea sub acțiunea tensiunii dintre placă și orice obiect împământat, se calculează din energia stocată de condensator din formula
(85)
Unde CU- capacitatea condensatorului, F;
U- tensiune, V.
Diferența de potențial dintre un corp încărcat și pământ este măsurată de electrometre în condiții reale de producție.

Dacă W U³0,4 W m.e.z ( W m.e.z ¾ energia minimă de aprindere a mediului), atunci o scânteie de electricitate statică este considerată sursă de aprindere.
Pericolul real este electrificarea „de contact” a persoanelor care lucrează cu materiale dielectrice în mișcare. Când o persoană intră în contact cu un obiect împământat, sunt generate scântei cu o energie de 2,5 până la 7,5 mJ. Dependența energiei unei descărcări electrice din corpul uman și potențialul sarcinilor electrice statice este prezentată în Fig. 4.
5.1.3. Scântei mecanice (de frecare) (scântei de la impact și frecare)
Dimensiunile scânteilor de impact și frecare, care sunt o bucată de metal sau piatră încălzită până la o strălucire, de obicei nu depășesc 0,5 mm, iar temperatura lor se află în punctul de topire al metalului. Temperatura scânteilor formate în timpul ciocnirii metalelor capabile să intre în interacțiune chimică între ele cu degajarea unei cantități semnificative de căldură poate depăși temperatura de topire și de aceea se determină experimental sau prin calcul.
Cantitatea de căldură degajată de scânteie atunci când este răcită de la temperatura inițială t n până la temperatura de autoaprindere a unui mediu combustibil t sv se calculează folosind formula (84), iar timpul de răcire t este după cum urmează.
Raportul de temperatură (Qp) este calculat prin formula
(86)
Unde t c - temperatura aerului, °C.
Coeficient de transfer termic ( A), W × m-2 × K-1, se calculează prin formula
(87)
Unde wși - viteza de zbor la scânteie, m×s-1.
viteza scânteii ( w i), format la impactul unui corp în cădere liberă, se calculează prin formula
(88)
și la impactul cu un corp rotativ conform formulei
(89)
Unde n- frecventa de rotatie, s-1;
R- raza corpului rotativ, m.
Viteza de zbor a scânteilor formate la lucrul cu un instrument de percuție este luată egală cu 16 m s
Criteriul Biot este calculat prin formula
(90)
Unde d u este diametrul scânteii, m;
li este coeficientul de conductivitate termică a metalului scânteie la temperatura de autoaprindere a substanței combustibile ( t sv), W m -1 × K-1.
Conform valorilor excesului relativ de temperatură qp și criteriului ÎN determin conform graficului (Fig. 5) criteriul Fourier.

Rahat. 5

Timpul de răcire al unei particule de metal (t), s, este calculat prin formula
(91)
Unde F 0 - criteriul Fourier;
CUși - capacitatea termică a scânteii metalice la temperatura de autoaprindere a substanței combustibile, J×kg-1×K-1;
ri este densitatea metalului scânteie la temperatura de autoaprindere a substanței combustibile, kg×m-3.
În prezența datelor experimentale privind capacitatea de aprindere a scânteilor de frecare, se poate face o concluzie despre pericolul acestora pentru mediul combustibil analizat, fără calcule.
5.1.4. Flăcări deschise și scântei de la motoare (cuptoare)
Pericolul de incendiu al unei flăcări este determinat de intensitatea efectului termic (densitatea fluxului de căldură), aria de influență, orientarea (poziția reciprocă), frecvența și timpul efectului acestuia asupra substanțelor combustibile. Densitatea fluxului de căldură a flăcărilor de difuzie (chibrituri, lumânări, arzătoare cu gaz) este de 18-40 kW × m-2 și pre-amestecate (suflete, arzătoare pe gaz) 60-140 kW×m-2 6 prezintă caracteristicile de temperatură și timp ale unor flăcări și surse de căldură cu conținut scăzut de calorii.
Tabelul 6

Denumirea substanței (produsului) care arde sau a operațiunii periculoase de incendiu	Temperatura flăcării (mocnit sau încălzire), °C	Timp de ardere (mocnit), min
Lichide inflamabile și combustibile	880	¾
Cherestea si cheresteaua	1000	-
naturale si gaze lichefiate	1200	-
Sudarea cu gaz metal	3150	-
Tăierea metalului cu gaz	1350	-
Țigară mocnind	320-410	2-2,5
Țigară mocnind	420¾460	26-30
chibrit aprins	600¾640	0,33

Flăcările deschise sunt periculoase nu numai în contact direct cu mediu combustibil, dar și la iradiere. Intensitatea iradierii ( g p), W × m-2, se calculează prin formula
(92)
unde 5,7 este emisivitatea unui corp negru, W × m-2 × K-4;
epr - emisivitate redusă a sistemului
(93)
ef - gradul de întuneric al torței (la arderea lemnului este 0,7, produsele petroliere 0,85);
ev - gradul de emisivitate al substantei iradiate este preluat din literatura de referinta;
T f - temperatura flăcării, K,
T sv este temperatura substanței combustibile, K;
j1f este coeficientul de iradiere dintre suprafețele radiante și iradiate.
Valorile critice ale intensității iradierii în funcție de timpul de iradiere pentru unele substanțe sunt date în tabel. 7.
Pericol de incendiu de scântei cosuri de fum, camerele cazanelor, conductele de locomotive și locomotive diesel, precum și alte mașini, incendii, este determinată în mare măsură de dimensiunea și temperatura acestora. S-a stabilit că o scânteie cu diametrul de 2 mm este inflamabilă dacă are o temperatură de aproximativ 1000 ° C, o scânteie cu un diametru de 3 mm este de 800 ° C, iar o scânteie cu un diametru de 5 mm este de 600 ° C.
Conținutul de căldură și timpul până la care scânteia se răcește la o temperatură sigură sunt calculate folosind formulele (76 și 91). În acest caz, se presupune că diametrul scânteii este de 3 mm, iar viteza de zbor a scânteii (wi), m×s-1, este calculată prin formula
(94)
unde ww - viteza vântului, m×s-1;
H- inaltimea conductei, m.
Tabelul 7

Material	Intensitatea minimă de iradiere, W × m-2, cu durata de iradiere, min
	3	5	15
Lemn (pin cu un conținut de umiditate de 12%)	18800	16900	13900
PAL cu o densitate de 417 kg×m-3	13900	11900	8300
Brichetă de turbă	31500	24400	13200
Bucătură de turbă	16600	14350	9800
fibra de bumbac	11000	9700	7500
Laminat	21600	19100	15400
fibra de sticla	19400	18600	17400
sticla	22000	19750	17400
Cauciuc	22600	19200	14800
Cărbune	¾	35000	35000

O descărcare de scânteie apare atunci când intensitatea câmpului electric atinge o valoare de defalcare pentru un anumit gaz.Valoarea depinde de presiunea gazului; pentru aer la presiune atmosferică este despre . Crește odată cu creșterea presiunii. Conform legii experimentale a lui Paschen, raportul dintre intensitatea câmpului de defalcare și presiunea este aproximativ constant:

Descărcarea de scânteie este însoțită de formarea unui canal sinuos și ramificat strălucitor, prin care trece un impuls de curent pe termen scurt de mare putere. Un exemplu este fulgerul; lungimea sa este de până la 10 km, diametrul canalului este de până la 40 cm, puterea curentului poate ajunge la 100.000 sau mai mulți amperi, durata pulsului este de aproximativ.

Fiecare fulger constă din mai multe (până la 50) impulsuri care urmează același canal; durata lor totală (împreună cu intervalele dintre impulsuri) poate ajunge la câteva secunde. Temperatura gazului din canalul de scânteie poate fi de până la 10000 K. Încălzirea rapidă și puternică a gazului duce la o creștere bruscă a presiunii și la apariția șocului și unde sonore. Prin urmare, o descărcare de scânteie este însoțită de fenomene sonore - de la o crăpătură slabă la o scânteie putere redusă la tunetul care însoţeşte fulgerul.

Apariția unei scântei este precedată de formarea unui canal puternic ionizat în gaz, numit streamer. Acest canal este obținut prin suprapunerea avalanșelor de electroni individuali care apar pe calea scânteii. Strămoșul fiecărei avalanșe este un electron format prin fotoionizare. Schema dezvoltării streamerului este prezentată în fig. 87.1. Fie ca intensitatea câmpului să fie astfel încât un electron care scapă din catod din cauza unui proces dobândește energie suficientă pentru ionizare pe calea liberă medie.

Prin urmare, are loc înmulțirea electronilor - apare o avalanșă (ionii pozitivi formați în acest caz nu joacă un rol semnificativ din cauza mobilității lor mult mai reduse; ei determină doar sarcina spațială, ceea ce determină o redistribuire a potențialului). Radiația cu lungime de undă scurtă emisă de un atom, din care unul dintre electronii interni a fost smuls în timpul ionizării (această radiație este prezentată în diagramă prin linii ondulate), provoacă fotoionizarea moleculelor, iar electronii formați generează din ce în ce mai multe avalanșe noi. După ce avalanșele se suprapun, se formează un canal bine conducător - un streamer, de-a lungul căruia un flux puternic de electroni se repetă de la catod la anod - are loc o defecțiune.

Dacă electrozii au o formă în care câmpul din spațiul interelectrod este aproximativ uniform (de exemplu, este suficient de bile diametru mare), apoi defalcarea are loc la o tensiune bine definită, a cărei valoare depinde de distanța dintre bile. Pe aceasta se bazează voltmetrul cu scânteie, cu care se măsoară tensiunea înaltă. La măsurare, se determină distanța cea mai mare la care apare o scânteie. Înmulțind apoi prin obținerea valorii tensiunii măsurate.

Dacă unul dintre electrozi (sau ambii) are o curbură foarte mare (de exemplu, un fir subțire sau un punct servește ca electrod), atunci apare așa-numita descărcare corona când tensiunea nu este prea mare. Odată cu creșterea tensiunii, această descărcare se transformă într-o scânteie sau arc.

În timpul unei descărcări corona, ionizarea și excitarea moleculelor nu au loc în întreg spațiul interelectrod, ci numai în apropierea electrodului cu o rază mică de curbură, unde intensitatea câmpului atinge valori egale sau mai mari decât . În această parte a descărcării, gazul strălucește. Strălucirea are aspectul unei coroane care înconjoară electrodul, care este motivul pentru denumirea acestui tip de descărcare. Descărcarea corona de la vârf arată ca o perie luminoasă, motiv pentru care este uneori numită o perie de descărcare. În funcție de semnul electrodului corona, se vorbește de corona pozitivă sau negativă. Între stratul corona și electrodul non-corona este regiunea exterioară a coroanei. Regimul de defalcare există numai în stratul corona. Prin urmare, putem spune că descărcarea corona este o defalcare incompletă a golului de gaz.

În cazul unei coroane negative, fenomenele de la catod sunt similare cu cele de la catodul de descărcare luminoasă. Ionii pozitivi accelerați de câmp elimină electronii din catod, ceea ce provoacă ionizarea și excitarea moleculelor din stratul corona. În regiunea exterioară a coroanei, câmpul este insuficient pentru a furniza electronilor energia necesară pentru a ioniza sau excita moleculele.

Prin urmare, electronii care au pătruns în această regiune derivă sub acțiunea zero către anod. Unii dintre electroni sunt captati de molecule, rezultand formarea de ioni negativi. Astfel, curentul din regiunea exterioară este determinat doar de purtători negativi - electroni și ioni negativi. În această regiune, descărcarea are un caracter neauto-susținut.

În corona pozitivă, avalanșele de electroni își au originea la limita exterioară a coroanei și se îndreaptă spre electrodul corona - anodul. Apariția electronilor care generează avalanșe se datorează fotoionizării cauzate de radiația stratului corona. Purtătorii de curent din regiunea exterioară a coroanei sunt ioni pozitivi, care derivă sub acțiunea câmpului către catod.

Dacă ambii electrozi au o curbură mare (doi electrozi corona), procesele inerente electrodului corona al acestui semn au loc în apropierea fiecăruia dintre ei. Ambele straturi corona sunt separate de o regiune exterioară în care se deplasează contra-fluxurile de purtători de curent pozitivi și negativi. O astfel de coroană se numește bipolară.

Descărcarea independentă de gaz menționată în § 82 atunci când se iau în considerare contoare este o descărcare corona.

Grosimea stratului corona și puterea curentului de descărcare cresc odată cu creșterea tensiunii. La o tensiune joasă, dimensiunea coroanei este mică și strălucirea ei este imperceptibilă. O astfel de coroană microscopică apare în apropierea punctului din care curge vântul electric (vezi § 24).

Coroana, care apare sub influența electricității atmosferice pe vârfurile catargelor navelor, copacilor etc., se numea pe vremuri focurile Sf. Elm.

În aplicațiile de înaltă tensiune, în special în liniile de transmisie de înaltă tensiune, corona duce la scurgeri dăunătoare de curent. Prin urmare, trebuie luate măsuri pentru prevenirea acesteia. În acest scop, de exemplu, fire linii de înaltă tensiune luați un diametru suficient de mare, cu cât este mai mare, cu atât este mai mare tensiunea de linie.

Aplicație utilă în tehnologia descărcare corona găsită în precipitatoarele electrostatice. Gazul de purificat se deplasează într-o conductă de-a lungul axei căreia se află un electrod corona negativ. Ionii negativi, care sunt prezenți în cantități mari în regiunea exterioară a coroanei, sunt depuși pe particulele sau picăturile care poluează gazul și sunt transportați împreună cu ei către electrodul extern non-corona. La atingerea acestui electrod, particulele sunt neutralizate și se depun pe el. Ulterior, la lovirea conductei, sedimentul format de particulele prinse se sfărâmă în colecție.