 |
35.2 Испытательное оборудование
|
|
|
|
Испытательное оборудование для определения концентрационных пределов распространения пламени при повышенных температурах и атмосферном давлении (см. рисунок 35. 1) включает в себя следующие элементы.
35. 2. 1 Термошкаф, представляющий собой ящик с теплоизолированными стенками, имеющий электронагреватели, вентилятор, продувочные окна с задвижками, дверь со смотровым окном, концевой выключатель.
Электронагреватели термошкафа совместно с изоляцией должны обеспечивать нагревание внутреннего объема термошкафа с расположенными в нем узлами установки до температуры (150±5)°С в течение 1 ч.
Вентилятор должен обеспечивать циркуляцию воздуха вокруг электронагревателя, а также во всем объеме термошкафа для создания однородного поля температур с максимальной разницей в двух любых точках не более 5°С; электродвигатель вентилятора должен иметь электрический тормоз для быстрой остановки.
Продувочные окна с задвижками должны обеспечивать продувку объема термошкафа воздухом за время не более 15 мин.
Дверь со смотровым окном должна обеспечивать доступ ко всем узлам установки внутри термошкафа и возможность визуального наблюдения за пламенем в реакционном сосуде.
Концевой выключатель служит для включения источника зажигания.
Конструкция термошкафа должна обеспечивать относительную его газонепроницаемость для создания необходимых санитарно-гигиенических условий на рабочем месте.
Все металлические элементы, расположенные внутри термошкафа, и его внутренние стенки должны быть выполнены из коррозионно-стойкой стали.
35. 2. 2 Реакционный сосуд, представляющий собой цилиндр с внутренним диаметром (300±10) мм, высотой (800±30) мм и толщиной стенки не менее 2 мм, герметично закрываемый неподвижной верхней и подвижной нижней крышками.
|
|
|
Реакционный сосуд крепят вертикально внутри термошкафа. Расстояние от нижнего торца реакционного сосуда до нижней стенки термошкафа, обеспечивающее свободный выход продуктов горения из сосуда, должно быть от 100 до 150 мм.
|
1 - термошкаф; 2 - реакционный сосуд; 3 - смотровое окно; 4 - продувочный патрубок; 5 - термоэлектропреобразователь блока регулирования температуры; 6 - задвижка; 7 - вентиляционный патрубок; 8 - испаритель; 9 - вентиль; 10 - ртутный манометр; 11 - пневмопульт; 12 - газовый термометр; 13 - датчик термометра; 14 - электроды источника зажигания; 15 - огнепреградитель; 16 - нижняя крышка; 17 - коромысло; 18 - шестерни; 19 - продувочное отверстие; 20 - заслонка; 21 - штурвал; 22 - вентилятор; 23 - электродвигатель; 24 - электронагреватели; 25 - перемешиватели; 26 - источник зажигания; 27 - электропульт; 28 - блок регулирования температуры
Рисунок 35. 1 - Принципиальная схема установки для определения концентрационных пределов распространения пламени при повышенных температурах и атмосферном давлении
Реакционный сосуд должен иметь электроды зажигания, два конвективных перемешивателя, огнепреградитель, температурный датчик, продувочное отверстие, смотровое окно, механизм управления нижней крышкой, вводы и выводы газов.
Электроды служат для зажигания смесей в реакционном сосуде. Они представляют собой металлические стержни диаметром (3, 0±0, 3) мм, устанавливаемые горизонтально и соосно друг к другу в диаметральной плоскости реакционного сосуда на расстоянии (750±20) мм от верхней крышки. Ввод электродов в реакционный сосуд осуществляют через герметичные разъемы. Внутренние концы электродов, заточенные под углом (10±3)°, должны отстоять друг от друга на расстоянии от 5 до 7 мм.
Конвективные перемешиватели, служащие для перемешивания смесей в реакционном сосуде, представляют собой трубчатые нагреватели с проточной водой. Перемешиватели имеют форму петли и устанавливаются: один - на расстоянии не менее 30 мм ниже электродов зажигания, второй - на расстоянии не более 100 мм от верхней крышки сосуда. Перемешиватели должны обеспечивать перемешивание смеси за время не более 15 мин.
|
|
|
Огнепреградитель, служащий для предотвращения выброса пламени из реакционного сосуда, не должен создавать повышения давления в сосуде при сгорании смеси более чем 25 кПа. Огнепреградитель устанавливают в нижней части реакционного сосуда ниже конвективного перемешивателя.
Температурный датчик, представляющий собой колбу газового термометра, служит для измерения температуры смеси в реакционном сосуде. Датчик вводят в сосуд через гермоввод и устанавливают в горизонтальной плоскости электродов на расстоянии 70 мм от них.
Продувочный патрубок диаметром от 25 до 30 мм, служащий для удаления продуктов горения из сосуда, располагают в верхней крышке и герметично закрывают съемной заглушкой.
Смотровое окно должно обеспечивать возможность визуального наблюдения за пламенем по всей высоте реакционного сосуда и иметь размеры не менее чем 720 
130 мм. Окно герметично закрывают стеклом толщиной от 10 до 12 мм с прижимным фланцем.
Механизм управления нижней крышкой служит для обеспечения герметичности контакта крышки с сосудом в его закрытом положении и отведения крышки в боковом направлении при открывании сосуда. Механизм состоит из винта, коромысла, системы шестерен и штурвала, с помощью которого вручную открывают крышку. Штурвал должен быть выведен за пределы термошкафа. Крышка должна иметь уплотнительный элемент, а механизм управления - упоры для фиксации в крайних положениях.
Вводы и выводы газов служат для подсоединения к реакционному сосуду трубопроводов пневмосистемы.
Реакционный сосуд должен выдерживать без разрушения и деформаций вакуум до 100 Па, давление до 200 кПа.
Все металлические части реакционного сосуда и его узлов должны быть выполнены из коррозионно-стойкой стали.
Конструкция реакционного сосуда должна обеспечивать свободное, без контакта с какой-либо поверхностью, распространение пламени от электродов до боковой стенки и верхней крышки.
|
|
|
35. 2. 3 Испаритель, служащий для обеспечения необходимого давления пара жидких горючих веществ не более 10 МПа, должен иметь собственный нагреватель для испарения жидкостей в том случае, когда электронагреватели термошкафа не включены. Испаритель должен быть изготовлен из коррозионно-стойкой стали.
35. 2. 4 Трубопроводы с арматурой, изготовленные из коррозионно-стойкой стали и служащие для:
- подачи в реакционный сосуд атмосферного воздуха;
- измерения давления в реакционном сосуде;
- подачи горючего газа из баллона;
- подачи горючего компонента в паровой или жидкой фазе из испарителя в реакционный сосуд;
- отбора проб смеси из реакционного сосуда для количественного анализа;
- вакуумирования реакционного сосуда и испарителя.
Все трубопроводы должны иметь запорные вентили. Суммарный объем трубопроводов между вентилями и реакционным сосудом не должен превышать 1% объема реакционного сосуда.
Все трубопроводы, кроме их концов, идущих на манометр и вакуумный насос, должны быть расположены внутри термошкафа. Маховики запорной арматуры должны быть выведены за пределы термошкафа в пневмопульт.
Трубопроводы, запорная арматура, связанная с испарителем, и сам испаритель должны выдерживать вакуум до 100 Па и давление до 15 МПа; трубопроводы и запорная арматура, связанные только с реакционным сосудом, должны выдерживать вакуум до 100 Па и давление до 200 кПа.
35. 2. 5 Пневмопульт, служащий для управления пневмосистемой установки при составлении смесей, должен иметь ртутный манометр, газовый термометр, маховики запорной арматуры трубопроводов, блок подвода газов к установке.
Ртутный манометр служит для измерения давления в реакционном сосуде. Манометр должен иметь пределы измерения от 0 до 120 кПа и погрешность измерения давления не более ±66 Па. Манометр должен иметь устройство для определения уровня ртути с погрешностью не более 13, 3 Па. На трубопроводе, соединяющем манометр с реакционным сосудом, должна быть ртутная ловушка.
|
|
|
Допускается для измерения давления в реакционном сосуде использовать вакуумметр класса точности 0, 25.
Газовый термометр служит для измерения температуры в реакционном сосуде. Термометр должен иметь пределы измерений от 15 до 150°С и погрешность измерения температуры не более 2°С. Инерционность термометра не должна превышать 3 мин. Допускается использование других измерителей температуры с погрешностью не более указанной.
Маховики запорной арматуры должны обеспечивать удобство их вращения при одновременном наблюдении за уровнем ртути в манометре как на нижнем, так и на верхнем пределах измерения.
Блок подвода газов к установке должен иметь присоединительные элементы для подключения трубопроводов от баллонов, а также трубопроводы для подвода газов к запорной арматуре трубопроводов термошкафа. Элементы блока должны выдерживать давление до 0, 3 МПа.
Суммарный объем трубопровода, соединяющего реакционный сосуд с ртутным манометром, ртутной ловушкой и ртутной чашкой манометра при минимальном уровне ртути в ней, не должен превышать 1, 5% объема реакционного сосуда.
35. 2. 6 Вакуум-насос, служащий для создания необходимого разрежения в реакционном сосуде и пневмосистеме установки. Производительность вакуум-насоса должна обеспечивать вакуумирование реакционного сосуда и пневмосистемы до 100 Па за время не более 30 мин.
35. 2. 7 Блок регулирования температуры, служащий для создания и автоматического поддержания температуры термошкафа на любом заданном уровне в диапазоне рабочих температур. Блок должен обеспечивать совместно с электронагревателями термошкафа повышение температуры в объеме термошкафа до заданного уровня с погрешностью не более 2°С за время не более 1 ч.
35. 2. 8 Зажигающее устройство, служащее для формирования искрового разряда в искровом промежутке между электродами реакционного сосуда, должно обеспечивать пробой искрового промежутка индукционной искрой и образование в воздухе устойчивого плазменного " колпачка" высотой от 0, 5 до 1, 5 см. Выделяемая энергия искр на электродах при нормальных условиях при длительности разряда (2, 0±0, 1) с должна составлять от 30 до 40 Дж. Конструкция зажигающего устройства должна обеспечивать дистанционное управление.
35. 2. 9 Электропульт, служащий для подачи электропитания на все потребители установки: электронагреватели термошкафа, электродвигатель вентилятора, блок регулирования температуры, зажигающее устройство, вакуум-насос. Качество и прочность электроизоляции электропульта, проводов и потребителей должны соответствовать требованиям электробезопасности при работе на установке.
|
|
|
Установка для определения концентрационных пределов распространения пламени при повышенных температурах и давлении в диапазоне от 100 до 500 кПа (см. рисунок 35. 2) включает в себя перечисленные ниже элементы:
35. 2. 10 Сферический реакционный сосуд с внутренним диаметром (205±5) мм и объемом (4, 3±0, 1) дм 
, изготовленный из нержавеющей стали и рассчитанный на рабочее давление 5, 0 МПа при температуре 150°С.
Допускается применять сферические реакционные сосуды объемом от 3 до 25 дм .
Сосуд помещен в термостат и равномерно обогревается по поверхности нагревателями. Сосуд снабжен штуцерами для подсоединения газовых магистралей, ввода источника зажигания, датчика давления и манометра.
35. 2. 11 Систему газоприготовления, обеспечивающую дозированную подачу в реакционный сосуд газообразных компонентов в виде окислителя, горючего и разбавителя и включающую в себя:
а) коллектор и трубопроводы с вентилями. Условный диаметр прохода трубопроводов должен быть (8, 0±0, 5) мм, вентилей - не менее 4 мм.
Длина трубопроводов между коллектором и реакционным сосудом, а также между парогенератором и реакционным сосудом должна быть не менее (0, 3±0, 1) м. Объем коллектора до вентиля точной регулировки не должен превышать 1% объема реакционного сосуда;
б) вакуумметр класса точности 0, 25; манометр с диапазоном измерения 1, 0 МПа класса точности 0, 25 и манометр с диапазоном измерения 0, 6 МПа класса точности 0, 15;
в) вакуумный насос, обеспечивающий остаточное давление в реакционном сосуде не более 1, 0 кПа.
35. 2. 12 Систему дозированной подачи воды, состоящую из расширительного бачка объемом 4, 0 дм и мерной емкости объемом 5, 0 дм .
35. 2. 13 Парогенератор, предназначенный для создания водяного пара заданной плотности и представляющий собой теплоизолированный цилиндрический сосуд диаметром (140±10) мм и длиной (300±20) мм, рассчитанный на рабочее давление 1, 0 МПа. В нижней части парогенератора расположен теплоэлектронагреватель мощностью 1 кВт. Парогенератор заполняется водой из мерной емкости до уровня 0, 8 от высоты.
35. 2. 14 В качестве источника зажигания используют электрическую искру. Выделяемая энергия искр на электродах при нормальных условиях при длительности разряда (2, 0±0, 1) с должна составлять от 30 до 40 Дж. Расстояние между конусообразными концами электродов должно составлять не более 3 мм.
Допускается в качестве источника зажигания использовать свечу с двумя электродами, на которых размещается нихромовая проволочка диаметром (0, 20±0, 05) мм и длиной (3±1) мм. Проволочка располагается в центре реакционного сосуда и пережигается электрическим током при подаче напряжения (40±5) В.
|
1 - вакуумметр; 2 - вакуумный насос; 3 - вентили; 4 - вентиль точной регулировки; 5 - коллектор; 6 - мерные емкости; 7 - датчик давления; 8 - пульт управления; 9 - терморегулятор; 10 - термопреобразователи; 11 - электронагреватель; 12 - источник зажигания; 13 - термостат; 14 - реакционный сосуд; 15 - парогенератор; 16 - расширительный бачок; 17 - мерная емкость; 18 - манометры
Рисунок 35. 2 - Принципиальная схема установки для определения концентрационных пределов распространения пламени при повышенных давлениях и температурах
35. 2. 15 Термостат, представляющий собой замкнутый объем с термоизоляцией и предназначенный для поддержания заданного температурного режима. Термостат выполнен в виде двухслойного металлического шкафа, внутреннее пространство которого заполнено минеральной ватой толщиной не менее 0, 04 м. Обогрев термостата осуществляется электрическими нагревателями.
35. 2. 16 Систему термостабилизации, обеспечивающую заданную температуру в термостате и состоящую из первичного преобразователя температуры, размещенного вблизи внутренней поверхности реакционного сосуда, и терморегулятора. Система термостабилизации обеспечивает нагрев реакционного сосуда до 150°С и поддержание ее с точностью ±5°С.
Допустимо использование других систем термостабилизации, отвечающих данным требованиям.
35. 2. 17 Систему регистрации температуры, обеспечивающую контроль температуры различных частей реакционного сосуда в диапазоне от 15 до 150°С с точностью ±5°С и состоящую из двух термопреобразователей, размещенных по внешней поверхности реакционного сосуда, термопреобразователя, введенного внутрь сосуда, а также термопреобразователя, установленного на парогенераторе. Регистрация температуры осуществляется автоматическим потенциометром или другой аналогичной аппаратурой с диапазоном измерения до 150°С и погрешностью ±5°С.
35. 2. 18 Систему регистрации распространения пламени, состоящую из датчика давления и вторичной аппаратуры, обеспечивающую непрерывную или дискретную запись изменения давления во времени в реакционном сосуде в процессе горения газо- и паровоздушной смеси в частотном диапазоне от 0 до 10 кГц с верхним пределом измерения до 5, 0 МПа.
35. 2. 19 Пульт управления, обеспечивающий электропитание и синхронизацию в заданной последовательности работы системы регистрации распространения пламени, источника зажигания и других систем установки.
|
|
|
