 |
П.2.4 Испытательное оборудование
|
|
|
|
П. 2. 4 Испытательное оборудование
П. 2. 4. 1 Экспериментальное определение показателей пожаровзрывоопасности стационарных аэровзвесей проводится на установке, схема которой приводится на рисунке П. 1. 1.
П. 2. 4. 2 Описание испытательного оборудования приводится в разделе П. 1. 4.
П. 2. 4. 3 При исследовании горения стационарных аэровзвесей момент инициирования источника зажигания является началом отсчета времени регистрации сигнала с датчика давления, установленного на взрывной камере.
П. 2. 5 Отбор образцов
Требования к образцам для испытаний приводятся в П. 1. 5.
П. 2. 6 Подготовка к испытаниям
П. 2. 6. 1 Устанавливают соответствие исследуемого вещества паспортным данным.
П. 2. 6. 2 Проверяют реакционную камеру на герметичность путем подачи сжатого воздуха до давления не менее 900 кПа. Камера считается герметичной, если в течение 60 с давление упало менее чем на 50 кПа.
П. 2. 6. 3 Калибруют каналы регистрации давления в камере.
П. 2. 6. 4 Калибруют канал регистрации концентрации кислорода.
П. 2. 6. 5 Пригодность установки к работе проверяют по тополиному пуху, показатели взрыва которого должны быть равны: НКПР как минимально возможная концентрация образца (240±30) г/м 
, максимальное давление взрыва (550±50) кПа, индекс взрывоопасности (2, 6±0, 6) м·Мбар/с, минимальное взрывоопасное содержание кислорода (10±1)% об., минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора-азота (55±5)% об.
П. 2. 7 Проведение испытаний и обработка результатов
П. 2. 7. 1 Определение НКПР, 
, 
и 
.
П. 2. 7. 2 Закрепляют на электродах источника зажигания пиротехнический заряд с запасом энергии 2, 5 кДж.
П. 2. 7. 3 Заполняют камеру исследуемым веществом без уплотнения, фиксируя его массу с погрешностью не более 0, 01 г. В этом случае стационарная аэровзвесь будет иметь минимальную концентрацию 
.
|
|
|
П. 2. 7. 4 Герметизируют реакционную камеру.
П. 2. 7. 5 Включают источник зажигания, фиксируя изменение давления в реакционной камере. Полученная в результате данного опыта информация будет относиться к стационарной аэровзвеси минимальной концентрации .
П. 2. 7. 6 Стравливают избыточное давление, открывают крышку камеры и проводят чистку камеры с помощью пылесоса.
П. 2. 7. 7 Проводят серию экспериментов с разной (путем уплотнения) массой исследуемого вещества для получения зависимостей давления в реакционной камере и скорости его нарастания от концентрации пыли. Масса каждой последующей навески отличается от предыдущей не более чем на 50% в относительных единицах измерения и не более чем на 5 г в абсолютных единицах измерения. Для полученных зависимостей определяют максимальные значения давления взрыва и скорости его нарастания.
П. 2. 7. 8 Определение МВСК.
П. 2. 7. 9 При определении минимального взрывоопасного содержания кислорода огневые испытания проводят с образцом постоянной массы. Первоначально используется масса образца, при которой было достигнуто максимальное значение давления взрыва.
П. 2. 7. 10 После чистки и продувки взрывной камеры в нее помещают образец нужной массы. Затем камеру герметизируют. Готовят в реакционной камере газовую смесь заданного состава по парциальным давлениям компонентов ( 
), вычисляемым по формуле
, (П. 2. 1)
где 
- общее давление газовой смеси, кПа;
- концентрация задаваемого компонента смеси, % об.
Для этого добавляют в камеру газ-флегматизатор и конвективно перемешивают его в течение 5 мин с имеющимся в камере воздухом путем локального подогрева феном днища камеры на температуру от 10 до 15°С.
Проводят контроль правильности приготовления смеси в реакционной камере путем стравливания избыточного давления смеси через приемный патрубок газоанализатора.
|
|
|
П. 2. 7. 11 Проводят серию экспериментов при постоянной концентрации взвеси 
, отвечающей максимальному значению давления взрыва аэровзвеси при содержании кислорода 21% об., для получения зависимости давления взрыва от концентрации кислорода 
. Рекомендуемая первоначальная концентрация кислорода в газовой смеси составляет 10% об. Шаг изменения концентраций в области давлений взрыва около 50 кПа не должен превышать 1% об. После каждого опыта проводится продувка системы газоприготовления воздухом.
Определяют значение концентрации кислорода 
, соответствующее давлению 50 кПа на упомянутой выше зависимости методом, аналогичным изложенному в П. 1. 7. 17. После этого аналогичным образом проводят дополнительную серию экспериментов с уменьшенной концентрацией аэровзвеси 
, строят соответствующую зависимость и определяют для нее значение концентрации кислорода 
, соответствующее давлению 50 кПа. Если 
меньше , то принимают равное .
П. 2. 7. 12 По графику зависимости давления в реакционной камере от времени в единичном испытании определяют наибольшее значение избыточного давления взрыва 
, наибольшее значение скорости нарастания избыточного давления взрыва 
и соответствующую этим параметрам концентрацию исследуемого горючего вещества 
по формулам:
, (П. 2. 2)
, (П. 2. 3)
, (П. 2. 4)
где 
- масса образца для выбранного испытания, г;
- объем камеры, м ;
- избыточное давление взрыва;
- максимальное абсолютное давление по графику зависимости давления 
в реакционной камере от времени в единичном испытании, кПа;
- максимальное абсолютное давление по графику зависимости давления в реакционной камере от времени в единичном испытании, когда отсутствует навеска пыли, но срабатывает используемый источник зажигания с энергией 2, 5 кДж; для источника зажигания на основе смеси мелкодисперсных порошков циркония, нитрата бария и пероксида бария в соотношении 4: 3: 3 
примерно равно 140 кПа;
- скорость нарастания избыточного давления взрыва;
- максимальная скорость изменения давления на графике зависимости давления в реакционной камере от времени в области больше 
, МПа/с.
|
|
|
П. 2. 7. 13 За максимальное давление взрыва 
, кПа, принимают максимальное из полученных экспериментальных значений давления взрыва.
П. 2. 7. 14 За максимальную скорость нарастания давления взрыва 
, МПа/с, принимают максимальное из полученных экспериментальных значений скорости нарастания давления взрыва.
П. 2. 7. 15 Индекс взрывопожароопасности 
, МПа·м/с, рассчитывают по формуле
, (П. 2. 5)
где 
- максимальная скорость нарастания давления, МПа/с;
- объем реакционной камеры, м .
П. 2. 7. 16 Если при горении стационарной аэровзвеси минимальной концентрации давление взрыва превышает 50 кПа, то за нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) стационарной аэровзвеси исследуемого вещества принимают концентрацию, соответствующую , делая соответствующее примечание в протоколе испытаний.
В противном случае за нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) стационарной аэровзвеси исследуемого вещества принимают концентрацию, соответствующую давлению 50 кПа на упомянутой в П. 2. 7. 7 зависимости.
П. 2. 7. 17 За минимальное взрывоопасное содержание кислорода (МВСК), % об., принимают наименьшее из значений 
и 
(см. П. 1. 7. 11).
МВСК рассчитывают аналогично НКПР.
П. 2. 7. 18 Минимальную флегматизирующую концентрацию флегматизатора ( 
), % об., вычисляют по формуле
, (П. 2. 6)
где 
- содержание водяного пара в воздухе, % об., рассчитываемое по формуле
, (П. 2. 7)
где 
- относительная влажность воздуха, %;
- давление насыщенного водяного пара, кПа;
- атмосферное давление, кПа.
П. 2. 7. 19 Если в процессе испытаний пылевоздушных смесей получили максимальное давление взрыва 
меньше 50 кПа, то аэровзвесь исследуемого дисперсного материала считается невзрывоопасной для выбранных условий испытаний.
Примечание - На рост взрывоопасности аэровзвеси оказывают влияние многие факторы, например увеличение температуры, присутствие добавок горючих газов и паров в воздухе, снижение влажности пыли, снижение размера частиц пыли и др.
П. 2. 7. 20 Определение 
.
Нормальную скорость распространения пламени стационарной аэровзвеси заданной концентрации определяют с использованием графика зависимости 
. С помощью следующего соотношения
|
|
|
(П. 2. 8)
строят график зависимости 
. За нормальную скорость распространения пламени стационарной аэровзвеси заданной концентрации при атмосферном начальном давлении принимают значение 
, соответствующее величине атмосферного давления.
Здесь 
, 
- текущие значения соответственно абсолютного давления продуктов горения (кПа) и его производной по времени - скорости нарастания давления продуктов горения (кПа/с) во взрывной камере;
- начальное (атмосферное) абсолютное давление воздуха во взрывной камере, 
равно 100 кПа;
- максимальное абсолютное давление продуктов горения, кПа;
- радиус взрывной камеры, 
равно 0, 17 м;
- постоянная адиабаты для воздуха, равно 1, 4;
- расчетное значение радиуса сферы, объем которой совпадает с текущим значением объема продуктов горения
. (П. 2. 9)
П. 2. 7. 21 Условия и результаты испытаний регистрируют в протоколе в виде таблицы, содержащей название вещества, дату испытаний, условия в помещении, название и номер установки, вместимость реакционной камеры и ресивера, результаты испытаний, подпись оператора, проводившего испытания, и наименование лаборатории, а также все возможные отклонения от изложенной выше методики проведения испытаний.
|
|
|
