Способ определения показателей пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N25/50 

Изобретение относится к .области пожаровзрывоопасности и может-быть использовано для оценки пожарной опасности процессов и устройств, применяемых в промьшшенности, строительстве и на транспорте.

Целью изобретения является повышение экспрессности определения и расширение количества определяемых показателей пожаровзрывоопасных свойств.

Способ реализуется следующим образом.

Предварительно изготаЕЛивают три источника зажигания. Для изготовления применяют проволоку с малым (константан, никелин, нихром, т.п) температурным коэффициентом электрического сопротивления (5-150 мкОм К ) Источники зажигания изготовляют правильной формы (параллелепипеды, цилиндры, сферы, эллипсоиды, гиперболоиды и т.п.) и с отношением геометрических размеров 1:1:0,6 (или менее). Например, исследуется пы- левсз душная смесь пшеничной муки 2-го сорта с концентрацией 0,158кг-м . Для проведения испытаний изготовлены три источника зажигания: спираль из нихромовой проволоки марки Х20Н80 диаметром 0,80 мм на фарфоровом сердечнике диаметром 8 мм и длиной 50 мм; участок нихромовой проволоки диаметром 0,80 мм и длиной 50 мм; полая спираль из той же проволоки с внутренним диаметром 8 мм, шагом 3 мм и длиной 60 мм.

о Cj

00

со

1617349

Диаметры источников зажигания со .ответствуют отношению 1Л:0,1. Ради- ус цилиндрического элементарного пламени для аэровзвеси муки соответ- i ствует 8 мм и в качестве источника I зажигания применена спираль диаметром « мм с диаметром полости 8.0-0.4 мм равной 0,5 от размера элементарно- |го цилиндрического пламени. Зазор,„

между витками 2,2 мм, что на 10% пре- вьшает значение гасящего зазора для данной смеси.

В процессе испытаний определены мощности тешювыделения (р., Р и Р ),с достаточные для зажигания каждым источником и равные соответственно 6,67; 34,96 и 39,86 Вт.

По значениям МОРЩОСТИ Р, и Р, и

ПбТпРМЛГ rm .m-r Т Т

зц

--. Р ;

Е ,г ,:

Т,-Т, -Г

,286 1.0,286 (1-Н).

-- -

1 - U286 |J + 0,286(

XTX

5,, Ь(),0023()

PSX

5ЦН

Чн 2Р5Цй Ру- 1; и 11,63 ()ехр о,0023(

ио значениям МОРЩОСТИ Р, и Р мгде Р - г,г,

rto объему полости V производится рас- плотность тегхяового потока

№т р., rnfv.ox.r,,, „„. рас-20при сгорании пштинпп1.„о.

. . л -ил лк дитСЯ ра

, (объемной плотности мощности элементарного пламени):

t /Г,С

при сгорании цилиндричес- кого объема смеси;

1ц - радиус хшлиндрического объема сгорающей смеси;

PV (Р,

P3)V

вычислено значение Р 2,71 МВт м Энергия активацш-г Е вычисляется lio системе уравнений:

S.-j . Р4,2§,,2

ч 1|С

11,63(1, - Т),0023х (Т,,2- 273)j

30

Е ,,Т2 , ,

m грin /

1 {

35

/

J |Uo,28f, (|-«)

Т ц - нормальная температура, f nf ™ f PSUH 2658 Вт.м-2

,9К; 1ц, 9,

. /Ss А ,..

м;

1-1,286 ,286 (-|.)а

5,,2. лотность теплового потока

14 7 }.

Рци 755,6 Вт м .

40-Наименьший радиус сферического

самораспространяющегося пламени 1 ° мощность Р,„, плотность теплов о-.

.. ° t « температура опот источников 1 и 2;ределяется по системе уравнений:

S ,,2 - поверхность теплоотдачи

точников 1 и 2; Т , - температура источников 1 и .

2 с радиусами R и г; TK - температура окружающего

воздуха,50

Вычислено значение Е 75706,71 д ж

ТТ Рг

Sc -Г 1с PV

Е 16 бЗТхТг Г Тр-Т, 1

X

Тн

х 2г

мо|ль

Наименьший радиус цилиндрического самораспространяющегося пламени 1 ег1о линейная плотность мощности 55 плютность теплового потока Р

температура Тц„ определяется по системе управлений:

1:.1: ° |f)

1 - 1.28б| То;2 8б ( PSX Ь63(),0023.(т, -273);

SCH

Р - Р - PSC 5

,,р; . V -r PcHPv

зц

--. Р ;

Е ,г ,:

Т,-Т, -Г

,286 1.0,286 (1-Н).

-- -

1 - U286 |J + 0,286(

XTX

5,, Ь(),0023();

PSX

Чн 2Р5Цй Ру- 1; и 11,63 ()ехр о,0023()

- г,г,

плотность тегхяового потока

20при сгорании пштинпп1.„о.

5

0

5

t /Г,С

при сгорании цилиндричес- кого объема смеси;

1ц - радиус хшлиндрического объема сгорающей смеси;

Т - температура сплошного гщлиндрическо.го источника зажигания с радиусом X, обеспечивающая зажигание смеси

. с энергией активации Е;

X - переменный радиус цилиндрического источника зажигания;

I jjt тепловой поток источника зажигания с температурой

,

Т ц - нормальная температура, f nf ™ f PSUH 2658 Вт.м-2

,9К; 1ц, 9,

. /Ss А ,..

м;

14 7 }.

Рци 755,6 Вт м .

Sc -Г 1с PV

Е 16 бЗТхТг Г Тр-Т, 1

X

Тн

х 2г

1:.1: ° |f)

1 - 1.28б| То;2 8б ( SX Ь63(),0023.(т, -273);

SCH

Р - Р - PSC 5

,,р; . V -r PcHPv

516

Р 11,63(Т,„-Т„),0023(Т,,-273)

где РЛ« - плотность теплового потока при сгорании сферического объема смеси; 1.. - радиус сферического объема

сгорающей смеси; - температура сферического сплошного источника зажигания с радиусом X, обеспечивающая зажигание смеси с энергией активации.Е; X - переменный радиус сферического источника зажигания; Pj - тепловой поток источника зажигания с температурой

т - X TH нормальная температура,

293 К..

Вычислены значения 120,5 Вт.м TCH 723,6 К; 1с 1,56-10 м; Р 43,3 Вт.

Минимальную линейную мощность зажигания также оптимальные значения радиуса цопт емпературы Тцопг плотности теплового потока PSCU, -г - ° - ° ° цилиндрического источника тепловыделения, обеспечивающие оптимальные условия зажигания , смеси с энергией активации Е, определяют по системе уравнений:

ц - V., Г-5 X Тр-Т,(

2 -.1,286 1 + 0,286 (i)2

1 - 1,286 |i + 0,286 (|)

,63(Т,-Т,),0023(Т,-273);

Р МИН При

Р„ ...;. , f(x);

, R Ре о- - Цолт dx

Р(КЦ,„Р;,

Р5иопт Ре,л„„ (2«Яцопт ) 5 PS,,,, 11,63(,-Т„),0023х у (Т i - 273) ,

где Т„ .- температура цилиндрических источников тепловыделения с радиусами X и г, обеспечивающая зажигание

7349

SK

смеси с энергией актива- ции Е; - плотность теплового потока

цилиндрического источника .тепловыделения с радиусом

X при температуре Р - линейная плотность мощ- . ности цилиндрического ис- точника тепловыделения.

Вычислены значения Ре fnln 462,А Вт-м- ; Кцогтт 2,7-10-5м; Тцопт 1060 К; 54511,9 Вч-м .

По аналогичной системе уравнений рассчитываются значения минимальной мощности РАДЛМ также оптимальные значенкч радиуса R. ., температуры Tf л,,,-И плотности теплового потока . « - сферического источника теплоOV. on г

вого выделения, обеспечиваюпц е оптимальные условия зажигания смеси с энергией активащ1и Е.,

Вычислены значения 2,22. Вт; сопт «-lO-Si; Tconr 1550 К; sconr 275288,3 Вт.м 2.

Способ обеспечивает возможность определения незамкнутого множества параметров.

30

Формула изобретения

0

5

0

Способ определения показателей пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов, заключающийся в размещении источника зажигания в объеме исследуемой среды, нагревании его до температуры, обе спечивающей зажигание среды, измерении тегшофизичес- ких характеристик источника зажигания в момент воспламенения, повторении испытаний с вторым источником зажигания, характеризующимся соотношением определяющих линейных размеров не более 1:0,6 по отношению к первому, и в определении параметров пожаровзрывоопасных свойств по соотношению теплофизических характеристик обоих источников зажигания, о т л и- чающийся тем, что, с целью повьшгения экспрессности определе- ния и ргасширения количества определяемых показателей пожаровзрьшоопасных свойств, воздействуют на среду третьим источником зажигания с определяю- щими линейными размерами, относящимися как 1:1 к размерам первого источника, выполненным с внутренней полостью, объем которой выбирают в ди

О

апазоне от 0.5 до 6 хапактрпных- пяонз в одном цикле испытаний мощностьсреды.тв исследуемой

Изобретение относится к области пожаровзрывобезопасности, в частности к способам определения показателей пожаровзрывоопасных свойств веществ и материалов. Цель изобретения - повышение эксперессности определения и расширение количества определяемых пожаровзрывоопасных свойств-достигается воздействием тремя источниками зажигания, причем третий источник имеет размеры, равные размерам первого источника, и выполнен с внутренней полостью, объем которой выбирают в диапазоне от 0,5 до 6 характерных размеров самораспространяющегося ядра пламени. Измерение в одном цикле испытаний мощности тепловыделения, достаточной для зажигания каждым источником, позволяет определять расчетным путем показатели пожаровозрывоопасных свойств.