ПОЛЕТАЕВ Николай Львович, д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12
РИНЦ AuthorID: 1093620
Nikolay L. POLETAEV, Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher
VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903
RISC AuthorID: 1093620
САЗОНОВ Михаил Сергеевич, канд. техн. наук, старший научный сотрудник
650002, Кемеровская обл., Кузбасс, Кемеровский г.о.;г. Кемерово, ул. Институтская, 3, помещ. 1
РИНЦ AuthorID: 543411
Mikhail S. SAZONOV, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher
Institutskaya, 3, room 1, Kemerovo, Kemerovo Region, Kuzbass, 650002
RISC AuthorID: 543411
КОПТЕВ Михаил Юрьевич, и.о. заведующего лабораторией борьбы с пылью и пылевзрывозащиты
650002, Кемеровская обл., Кемеровский г.о.; г. Кемерово, ул. Институтская, 3, помещ. 1
РИНЦ AuthorID: 893607
Mikhail Yu. KOPTEV, Senior Researcher
Institutskaya, 3, room 1, Kemerovo, Kemerovo Region, Kuzbass, 650002
RISC AuthorID: 893607
Введение. Хорошо известен эффект «overdrive», когда аэровзвесь, проявившая взрывоопасность при тестировании в 20-л камере, оказывается безопасной по результатам более надежного тестирования в 1 м3 камере. Завышение взрывоопасности пыли в 20-л камере объясняют предварительным нагревом свежей аэровзвеси пламенем энергоемкого (Eig) источника зажигания. О возможности «overdrive» судят по такому признаку: при Eig = 10 кДж индекс взрыва Kst < 4,5 МПа∙м/с (Proust et al., 2007). Данная статья посвящена выявлению дополнительных признаков «overdrive» в 20-л камере на примере взрывобезопасного антрацита для снижения вероятности упомянутой выше качественной ошибки.
Анализ публикаций. Замечен случайный характер проявления взрывоопасности антрацита в широком диапазоне концентраций пыли при Eig = 5 кДж (Cashdollar, Chatrathi, 1993). Наблюдаются две точки перегиба на восходящей ветви зависимости давления взрыва антрацита P от времени t, отвечающие сначала минимуму, а затем максимуму dP/dt соответственно. Все эти особенности могут являться признаками «overdrive» после экспериментальной проверки.
Антрацит и метод его исследования. Антрацит с содержанием летучих 2,7 % масс. исследован в 20-л камере Сивека, Eig = 10 кДж, с видеосъемкой излучения через смотровое окно.
Результаты. Получены зависимости интенсивности излучения среды и давления в камере от времени в диапазоне концентраций пыли от 125 до 750 г/м3.
Обсуждение и выводы. Подтверждены экспериментально и предложены три дополнительных признака эффекта «overdrive» для антрацита: вероятностный характер проявления взрывоопасности; две точки перегиба на восходящей ветви графика P(t); заметное ослабление излучения среды после выгорания источника зажигания и до момента достижения нижней точки перегиба. Давление взрыва превышало 400 кПа и обусловлено, в основном, выгоранием связанного углерода.
Introduction. The “overdrive” effect is well known, when dust/air mixture, explosive during testing in a 20 L chamber, turns out to be safe according to the results of more reliable testing in a 1-m3 chamber. The overestimation of the dust explosion hazard in the 20 L chamber is explained by the preheating of the fresh dust/air mixture with the flame of an energy-intensive (Eig) ignition source. The possibility of “overdrive” is judged by the following basis: at Eig = 10 kJ, the explosion index Kst < 4.5 MPa∙m/s (Proust et al., 2007). This paper is devoted to the identification of additional signs of “overdrive” in the 20 L chamber using the example of non-explosive anthracite to reduce the probability of the above-mentioned qualitative error.
Analysis of publications. The random nature of anthracite explosiveness over a wide range of dust concentrations at Eig = 5 kJ was observed (Cashdollar, Chatrathi, 1993). Two inflection points on the ascending branch of the dependence of the anthracite explosion pressure P on time t are observed, corresponding first to the minimum and then to the maximum dP/dt, respectively. All these features may be signs of “overdrive” after experimental testing.
Anthracite and its research method. Anthracite with the volatile content of 2.7 % wt. was studied in a 20 L. Siwek chamber, Eig = 10 kJ, with video recording of radiation through an observation window.
Results. Time dependences of the medium radiation intensity and the pressure in the chamber on time in the range of dust concentrations from 125 to 750 g/m3 are obtained.
Discussion and conclusions. Three additional signs of the “overdrive” effect for anthracite were confirmed experimentally and proposed: probabilistic nature of the explosion hazard; two inflection points on the ascending branch of the graph P(t); noticeable weakening of the medium radiation after the ignition source burnout and before reaching the lower inflection point. The explosion pressure exceeded 400 kPa and was mainly caused by the burning of fixed carbon.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.