Пределы воспламенение аэровзвесей

Для быстрого протекания реакции горения должны быть обеспечены следующие условия: необходимое для теплообмена сближение дисперсированных частиц; выделение за индукционный период необходимого
количества горючих газов, окутывающих газовой пленкой каж­дую частицу; ускорение тепловыделения от начала развития реакции окисления до критического его значения, при котором начинается самовозгорание.

Горение аэровзвеси возникает под действием высокотемпературного источника зажигания. И при условиях распространения пламени по всему объему, а это возможно лишь в том случае, если концентрация пыли в воздухе будет находиться в области воспламенения. Основным параметром, указывающим на пожаровзрывоопасные свойства пыли, будет НКПРП. При такой концентрации процесс горения аэровзвеси характеризуется низкой температурой, малым давлением взрыва и малой скоростью распространения пламени. Однако им придается большое значение. По НКПРП устанавливается взрывоопасная категория производственных помещений. При этом значения ВКПРП велики и практически в большинстве случаев неопределимы. Да и условия вторичных взрывов не гарантируют безопасности техпроцессов за пределами ВКПРП. Если в помещениях создается концентрация пыли, равная НКПРП, то в большинстве случаев на расстоянии 3-4 м предметы различить невозможно. А при НКПРП, равном 5 т/м³, невозможно увидеть кончик своего носа.

НКПРП, а так же способность аэровзвесей воспламе­няться и сгорать со скоростью взрыва непостоянны и зависят от ряда факторов, таких как мощность ИЗ, влажность пыли и воздуха, зольность пыли, дисперсность, состав воздуха, начальная температура пыле-воздушной смеси.

Мощность ИЗ определяется числом активных центров, образуемых при его воздействии в единицу времени на единицу поверхности пыли. Чем больше образуется активных центров в единицу времени, тем интенсивнее начнется развитие цепной реакции. С увеличеним мощности ИЗ НКПРП снижается (см. табл. 5.4).

Способность аэровзвеси воспламеняться с распрост­ранением пламени по всей массе зависит во многом от температуры ИЗ и размера его нагревательной поверхности, соприкасающейся с частицами аэровзвеси. Наименьший нижний концентрационный предел воспламенения пыли будет достигнут при воздействии того источника зажигания, который имеет наиболее вы­сокую температуру и большую поверхность.

Таблица 5.4.

Изменение нижнего концентрационного предела воспламенения пыли в зависимости от мощности ИЗ, кг/м³

 

Вещество	Накаленное тело (1200 0С)	Электрическая дуга (33 В, 5 А)	Искра индуктора (6,5 В, 3А)
Крахмал	7,0	10,3	13,7
Сахар	10,3	17,2	34,4
Алюминий	7,0	7,0	13,7

 

Влажность пыли и воздуха: вода, содержащаяся в пыли, затрудняет ее воспламенение. Так как часть тепла расходуется на испарение воды. Увеличение влажности воздуха сказывается на взрывчатых свойствах органических пылей и снижает их.

Зольность пыли – это остаток негорючих частиц твер­дого вещества. Увеличение зольности приводит к увеличению расстояния между горючими пылинками и, следовательно, при их разложении не образуется необходимой газопаровоздушной смеси, способной воспламениться при воздействии ИЗ данной мощности. При содержании мине­ральных веществ в пыли от 50 % и выше, они могут взрываться.

Дисперсность: с увеличением дисперсности аэровзвеси увеличивается поверхность окисления и скорость кинетической реакции. Следовательно, НКПРП понижается.

Состав воздуха: увеличение концентрации кислорода снижает НКПРП, а примесь негорючих паров и газов в пылевой смеси снижает ее взрывчатость. Например, при содержании кислорода в воздухе ниже 16 % торфяная аэровзвесь не воспламеняется.

Начальная температура смеси: с повышением начальной температуры смеси снижается концентрация кислорода в единице объема. Скорость химической реакции приэтом уменьшается, а следовательно, НКПРП повышается.

В зависимости от величины нижнего концентрацион­ного предела воспламенения пыли разделяют на два класса: взрывоопасные НКПРП £ 65 г/м³ и пожароопас­ные HKПРП > 65 г/м³. Чем меньше величина нижнего концентрационного предела пыли, тем больше вероят­ность образования взрывоопасных концентраций. Однако если расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, а НКПРП пыли > 65 г/м³ пыль все равно является взрывоопасной.