Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности» лабораторная icon

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности» лабораторная



Смотрите также:
Моделирование защитного зануления электрооборудования Методические указания к лабораторной...
Оценка эффективности действия защитного заземления методические указания к лабораторной работе...
Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания квыполнению лабораторной работы по дисциплине «Безопасность...
Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания к лабораторной работе по курсу механизация животноводческих ферм...
Методические указания к лабораторной работе по курсу механизация животноводческих ферм...



скачать
4

ГОУ ВПО «Тобольский государственный педагогический институт

имени Д.И. Менделеева»


Кафедра технологий и технических дисциплин


ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ЗАЗОРЕ


Методические указания к лабораторной работе

по курсу «Безопасность жизнедеятельности»


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4


«ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ЗАЗОРЕ»


1. Цель работы: Исследовать процесс тушения пламени в зазоре электрооборудования во взрывонепроницаемом исполнении.


2. Приборы и материалы: экспериментальная установка, ацетон


^ 3. Общие сведения

Для предотвращения пожара и взрыва от тепловых источников электрического происхождения во взрывоопасных зонах помещений необходимо применять электрооборудование во взрывозащищённом исполнении. Взрывозащищенным является электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды при эксплуатации этого оборудования.

Все виды электрооборудования, согласно Правил устройства электроустановок (ПУЗ) – подразделяются на взрывозащищенное и нормального исполнения.

Во взрывоопасных зонах разрешается применять только взрывозащищённое электрооборудование, которое подразделяется по категориям, группам и температурным классам (таблицы 1, 2).


Таблица 1

Категории и группы некоторых взрывоопасных смесей газов и паров в зависимости от величины безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ). Извлечения из ПУЭ

Категория и группа взрывоопасных смесей

Наименование

взрывоопасных смесей

Величина БЭМЗ, мм

I – T1

II

IIA – T1

IIA – T2

IIA – T3

Рудничный метан

Промышленные газы и пары:

Аммиак, ацетон, бензол и др.

Бензин, бутан, этиловый спирт

Бензины: А – 66, Ф – 72 и др.

Больше 1,0


Больше 0,9

Больше 0,9

Больше 0,9


Таблица 2

Температурные классы электрооборудования, соответствующие группам взрывоопасных смесей, для которых электрооборудование является взрывозащитным. Извлечения из ПУЭ.

Знак класса

Предельная температура, град. С смеси

Группа взрывоопасной

Т1

Т2

Т3

450

300

200

Т1

Т1, Т2

Т1 – Т3


Одним из видов защиты от распространения пламени по производным коммуникациям являются огнепреградители. Принцип действия изучаемого огнепреградителя основан на гашении пламени в узких каналах. Такой же принцип работы у щелевой защиты взрывонепроницаемого электрооборудования, когда оборудование имеет оболочку или корпус с определенными фланцевыми зазорами между поверхностями прилегания. Наличие взрывонепроницаемой оболочки электрооборудования предотвращает наружное воспламенение взрывоопасных смесей от заключенных в оболочке электрических частей. Чтобы предотвратить воспламенение горючей смеси в помещении пламенем, выбрасываемым через зазоры оболочки (если в ней произойдет взрыв), величина зазоров должна быть меньше тушащего для данной смеси. Взрывоопасной зоной, согласно ПУЭ называется пространство в помещении, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси, т.е. смесь воздуха с горючими газами, парами воспламеняющихся жидкостей, взрывоопасными пылями или волокнами.

Горючие газы, образовавшиеся в результате взрыва внутри оболочки, выходя под давлением взрыва через щель огнепреградителя, расширяются, при этом теплоотдача в окружающую среду (цех) превышает тепловыделение, чем предупреждается зажигание взрывоопасной смеси пламенем, выбрасываемым через фланцевые зазоры. Величина зазора должна быть меньше тушащего для данной смеси паров или газов и зависит только от свойств этой смеси и не зависит ни от материала, из которого выполнена щелевая защита, ни от ее длины.

Существует стандартный метод для определения зазора между фланцами по ГОСТ. 12.1.011 – 78 «ССБТ Смеси взрывоопасные. Классификация». Максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе называется безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ). По величине БЭМЗ взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на категории.

По величине БЭМЗ взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на категории (таблица 1).

Из теории предела распространения пламени Я.В. Зельдовича следует, что гашение пламени в узких каналах достигается при условии:

(1)

где Рекрит - критическое значение числа Пекле;

VН – нормальная скорость распространения пламени, м/с;

dКР – критический диаметр текущего канала, м; (dКР=0,0042)

а – коэффициент теплопроводности исходной смеси, м/с;

(ацетон – 0,0000208; бензол – 0,0000212; этиловый спирт – 0,0000202)

Эквивалентный критический размер кольцевой щели определяется из соотношения:

, м (2)

Где D – средний диаметр конического отверстия между камерами, (D=0,025 м)

Vн – нормальная скорость распространения пламени, м/с; (для ацетона Vн=0,32 м/с).

Для многих горючих веществ ^ Ре = 55 – 70.

По уравнению (2) рассчитывается величина тушащего зазора. Величина РеКР задается преподавателем (Ре = 55, 60, 65, 70)

Для экспериментальной проверки вычисленного зазора необходимо рассчитать стехиометрическую концентрацию горючего вещества с воздухом. Стехиометрической называется такая концентрация горючей смеси, которая не содержит в избытке ни горючий компонент, ни окислитель.

Если во взрывную камеру залить горючее вещество, рассчитанное по стехиометрии, то образуется взрывоопасная смесь.

Стехиометрической называется горючая смесь, содержащая в определенном соотношении горючий компонент и окислитель.

Стехиометрическая концентрация горючей смеси определяется по формуле:

(3)

Где mГ , , - стехиометрические коэффициенты горючей жидкости кислорода и азота, определенные из уравнения горения.

Таблица 3


Реакции горения некоторых веществ и их физические свойства.

Название горючего

Химическая формула

Реакция горения

mГ








Ацетон

С3Н6О

1*С3Н6О +

4*О2 +

4*3,76*N2

= 3*CO2+3*H2O+4*3,76*N2

Бензол

С6Н6

1*С6Н6 +

7,5*О2+

7,5*3,76*N2

=6*CO2+3*H2O+7,5*3,76*N2

Этиловый спирт

С2Н5ОН

1*С2Н5ОН+

3*О2 +

3*3,76*N2

= 2*CO2+3*H2O+3*3,76*N2


После определения стехиометрической концентрации можно найти и объем горючего, который эту концентрацию обеспечит:

(4)

Где ^ М – молекулярная масса (смотри таблицу 4);

VП – объем каждой плотности, равный 1 литру;

YГ – удельная плотность горючего, г/л;

Vt – объем грамм – молекулы, равный 24, 05 мЛ

Таблица 4

^

Физические свойства горючих веществ


Название горючего

Молекулярная масса, М

Удельная плотность,
Yг

Стехиометрическая концентрация, ССТ

Стехиометрический объем, V (мл)

Ацетон


58,08

790,5

4,99

0,15

Бензол

48,11

879,0

2,73

0,06

Этиловый спирт

46,02

789,5

6,55

0,0035


4. ^ Установка для проведения эксперимента

Экспериментальная установка (рис. 1) состоит из сосуда с двумя полостями 6 и 9 объемом 1 литр каждая, с системами электрического зажигания горючей смеси и предохранительного щитка 1. Сосуд рассчитан на давление 10 Мпа. Полости через клапан 17 и воздуховоды 16 соединены вентилятором 15, используемым для их продувки. Продувка производится нажатием кнопки 4 (рис. 2). Полости имеют внутри выступы 18, которые служат для ускорения испарения залитой жидкости. Для безопасности обслуживания установка при поднятом щитке 1 обеспечивается.

В разделяющей перегородке 7 сосуда установлена втулка 8 с коническим отверстием, в которое входит пробка 13 с резьбой на хвостовике. С помощью втулки 12 можно менять зазор между фланцами оболочки поворотом рукоятки лимба 14.

^
5. Порядок проведения работы

1. Перед началом работы необходимо продуть установку воздухом в течение 5 – 10 с., нажав кнопку 4, при включенном кнопкой 6 стенде. Панель управления см. рис. 2. Жидкое горючее вещество задается преподавателем.

2. Выполнить расчеты по приведенным выше формулам (1 - 4).

3. Поднять щиток 1, через отверстия штуцеров 5 залить горючую жидкость в количестве, рассчитанном по формуле (4). После этого пластины 3 выхлопных штуцеров заложить листки плотного материала, напр., кальку или бумагу. Для полного испарения залитой жидкости внутри полостей выждать 1 – 2 минуты.

4. Установить зазор, рассчитанный по формуле (1). Образовавшуюся в полости взрывоопасную смесь паров жидкости с воздухом нужно поджечь искрой, включив зажигание (кнопка 3, рис. 2). Фиксировать взрыв по звуку и разрыву мембран на выхлопных штуцерах. Смесь поджигается в одной из камер.

5. Если зазор тушащий, то во второй полости взрыва не происходит, т.е. можно фиксировать «непередачу взрыва», и во второй полости сохраняется взрывоопасная смесь паров с воздухом.

6. В этом случае для контроля результата необходимо воспламенить горючую смесь во второй камере, нажав кнопку 2, после чего должен произойти взрыв. Если зазор больше тушащего, то происходит «передача взрыва», т.е. поджигание в одной из полостей, взрыв происходит одновременно в обеих камерах и при нажатии кнопки 2 взрыва в этой камере не возникает.

7. Результаты опыта занести в таблицу 5 и оформить отчет по работе.

Таблица 5

^

Результаты опытов и расчетные величины


Исследуемая горючая жидкость

Концентрация веществ

Величина зазора

Наличие взрыва

Заключение о зазоре (тушащий или нет)

1 полость

2 полость




































^
6. Меры безопасности

  1. К работе на лабораторном стенде допускаются лица, ознакомленные с его устройством, принципом действия, а также методикой проведения эксперимента.

  2. Перед началом работы на стенде необходимо убедиться в том, что он заземлен.

  3. Категорически запрещается проводить регулировки, ремонт электроаппаратуры и смена предохранителей при включенном в сеть стенде.

  4. Необходимо следить за тем, чтобы стенд обесточивался при открытом защитном щитке.

  5. В открытом положении щитка должно обеспечиваться его фрикционное торможение.



7. Контрольные вопросы

  1. Что называется взрывоопасной зоной?

  2. Где используется принцип тушения пламени в зазоре?

  3. За счет чего происходит тушение пламени в зазоре?

  4. Влияет ли материал щели на эффективность тушения?

  5. Влияет ли длина щели на эффективность тушения?

  6. Чем определяется величина тушащего зазора?

  7. Дать определение БЭМЗ.

  8. Дать определение стехиометрической концентрации горючей смеси.







Скачать 99,86 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер99,86 Kb.
ТипМетодические указания, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх