Описание лабораторного стенда

Стенд типа ОТ-17 предназначен для исследования процесса тушения пламени в зазоре и может быть использован в производственных целях.

Рис. 1. Схема и передняя панель стенда ОТ-17:

1 – корпус бомбы; 2 – вентилятор; 3 – предохранительный щиток; 4 – полость, имитирующая электроустановку; 5 – полость, имитирующая помещение; 6 – перегородка; 7 – втулка; 8 – коническая пробка; 9 - хвостовик; 10 – гайка; 11 – диск; 12 – деления; 13 – выхлопной штуцер; 14 - пластинка; 15 – разрывная мембрана; 16 – клапан; 17 – трубопровод; 18 - выступ; 19 – стержень; 20 – конечный выключатель; 21 – фрикционная шайба; 22 – кнопка вентилятора; 23 – кнопка включения питания; 24 – кнопка выключения питания; 25 – кнопка зажигания в полости 4; 26 – кнопка зажигания в полости 5

Объем (мл), заливаемый в каждую полость горючей жидкости для получения стехиометрической смеси, рассчитывается по формуле:

, (10)

где – молекулярный вес (для ацетона);

–объем каждой полости, л (для ОТ-17 л);

–объем грамм-молекулы, л (принять л);

–удельная плотность, г/л (для ацетона г/л).

Экспериментальное определение тушащего зазора

Рассчитаем стехиометрическую концентрацию смеси (ацетона) и объем легковоспламеняющейся жидкости для заливки в полости бомбы .

Ацетон - С₃Н₆О

где

,

Результаты эксперимента

Исследуемое горючее		Концентрация		Результаты контрольного взрыва
№ опыта	Величина зазора	Результаты эксперимента
		Полость I	Полость II
1	1,3	+	+	-
2	1,1	+	+	-
3	0,9	+	+	-
4	0,7	+	-	+

Обработка результатов эксперимента

1. Рассчитаем теоретическую величину зазора и сравним ее с полученной экспериментально.

Для ацетона принимаем следующие характеристики:

– нормальная скорость распространения пламени 4200 м/ч;

– теплоемкость горючей смеси Дж/кгּК;

– теплопроводность Вт/мּКДж/чּмּК;

– плотность исходной смеси кг/м³.

2. На основании полученного значения тушащего зазора определим группу взрывозащиты электрооборудования – IIB – промышленные газы и пары

3. По величине температуры самовоспламенения (для ацетона ) определим температурный класс электрооборудования – T1 (выше )

4. По величине температуры вспышки и НКПВ (для ацетона и НКПВ = 52 г/м³ (2,2%) обоснуем уровень и вид взрывозащиты электрооборудования:

Уровень взрывозащиты – 2 «электрооборудование повышенной надежности против взрыва» - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме работы

Вид взрывозащиты d - взрывонепроницаемая оболочка

5. Маркировка взрывозащищенного электрооборудования 2ExdIIBT1

Вопросы для самопроверки

1. Согласно НПБ 105-03 на какие категории по пожаровзрывной и пожарной опасности делятся помещения производственных зданий? Как они обозначаются?

В соответствии с НПБ 105-03 [1] по взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1–В4, Г и Д, а здания – на категории А, Б, В, Г и Д. Взрывопожароопасными являются помещения категории А,Б.

2. Согласно ПУЭ на какие классы по взрывоопасности и пожароопасности делятся зоны работы электрооборудования? Как они обозначаются?

В соответствии с ПУЭ [2] все зоны в производственных помещениях и вне помещений, в которых эксплуатируются электроустановки, делятся на шесть взрывоопасных классов – В-I, B-Ia, B-Iб, B-Iг, B-II, B-IIa и четыре пожароопасных класса – П-I, П-II, П-IIa, П-III

3. По каким критериям подразделяется взрывозащищенное электрооборудование? Как оно маркируется?

Взрывозащищенное электрооборудование подразделяется по уровням и видам взрывозащиты, группам и температурным классам.

В маркировку взрывозащищенного электрооборудования в указанной ниже последовательности входят:

1) знак уровня взрывозащиты электрооборудования: (2)

уровень 2 «электрооборудование повышенной надежности против взрыва»

уровень 1 «взрывобезопасное электрооборудование»

уровень 0 «особовзрывобезопасное электрооборудование»

2) знак «Ех», указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование;

3) знак вида взрывозащищенного электрооборудования:

а) взрывонепроницаемая оболочка – d;

б) заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением защитным газом – р;

в) искробезопасная электрическая цепь – i;

г) кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями – q;

д) масляное заполнение оболочки с токоведущими частями – o;

е) специальный вид взрывозащиты – s;

ё) защита вида "е" – e;

4) знак группы электрооборудования (I, II, IIA, IIB, IIC)

5) знак температурного класса электрооборудования (Т1, T2, Т3, Т4, Т5, Т6)

4. Какие оболочки электрооборудования называются взрывонепроницаемыми?

Взрывонепроницаемой называется оболочка электрооборудования, которая выдерживает давление взрыва и совместно с электрическими средствами предотвращает наружное воспламенение взрывоопасных смесей от заключенных в оболочке электрических частей как в условиях нормальной работы электрооборудования, так и при дуговом коротком замыкании.

5. Каким образом предотвращается распространение пламени наружу при работе электрооборудования во взрывоопасном помещении?

Распространение пламени наружу предотвращается прочностью корпуса, ограничением температуры поверхности оборудования и зазоров между фланцами корпуса.

6. По какому параметру определяются категории смеси по взрывоопасности? Как они обозначаются?

В зависимости от способности передачи взрыва (выхода пламени) через зазоры в оболочке взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом подразделяются на 5 категорий, т.е. определяются по значению БЭМЗ: I, II, IIА, IIВ, IIC

7. По какому параметру определяются температурные группы взрывоопасных смесей? Как они обозначаются?

В зависимости от температуры самовоспламенения согласно ПУЭ установлены 6 групп взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом: Т1, T2, Т3, Т4, Т5, Т6.

8. На чем основано гасящее действие узких каналов?

Гашение пламени в узких каналах обусловлено отрицательным тепловым балансом зоны реакции.

В узких каналах потери тепла через стенки вызывают снижение температуры в зоне реакции и уменьшение скорости распространения пламени. При уменьшении диаметра канала увеличивается отношение поверхности теплообмена к объему зоны реакции. Когда потери тепла достигают критической величины, распространение пламени делается невозможным.

9. В чем принцип работы экспериментального стенда?

Стенд типа ОТ-17 предназначен для исследования процесса тушения пламени в зазоре и может быть использован в производственных целях.

При работе на стенде задача заключается в определении зазора, при котором горение смеси в полости, имитирующей электроустановку, не вызывает воспламенения смеси в полости, имитирующей помещение.

10. Какая горючая смесь более опасна, у которой БЭМЗ₁ = 0,7 мм или БЭМЗ₂ = 0,9 мм? И почему?

Более опасна горючая смесь, у которой БЭМЗ₁ = 0,7 мм, так как коэффициент БЭМЗ представляет собой максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не проходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе. Следовательно, чем меньше значение БЭМЗ, тем горючая смесь более опасна.

11. К какой категории по НПБ 105-03 относится помещение, если у ЛВЖ:

а) ;кПа – категория Д

б) ;кПа – категория Б

в) ;кПа – категория А