Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Изменение температуры воздуха в 20-литровой камере при добавлении воздуха из ресивера

https://doi.org/10.22227/0869-7493.2021.30.05.23-29

Полный текст:

Аннотация

Введение. К одной из причин завышения взрывоопасности пыли в камере объемом (20 ± 2) л относится повышенная начальная температура аэровзвеси. Существенный вклад в увеличение начальной температуры вносит процедура наполнения предварительно откаченной камеры воздухом из ресивера, которая используется для распределения пыли по объему камеры. В данной работе увеличение температуры воздуха в 18,7-литровой камере при добавлении воздуха из ресивера определено на основе экспериментального исследования.
Методика эксперимента. Измерение температуры воздуха в камере при добавлении воздуха из ресивера осуществляли с помощью термоэлектрического преобразователя ВР 5/20 (термопары). Спай термопары располагался на расстоянии 70 мм от внутренней стенки камеры. Сигнал термопары обрабатывался программируемым логическим контроллером MCLab PRO (разрешение по времени — 1 мс).
Результаты исследования. Средства измерения зафиксировали повышение температуры спая термопары на +14 град. Из-за сопоставимости инерционности термопары (3 с) и характерного времени охлаждения воздуха стенками камеры (5 с) результаты измерений занижали реальное значение скачка температуры воздуха в камере. Уточнение результатов измерения сделали на основе простой модели процессов теплообмена участвующих объектов (спай термопары – воздух – стенка камеры) с экспоненциальной релаксацией разницы температур со временем. В результате оценили реальное увеличение начальной температуры в камере величиной +30 град.
Обсуждение результатов. Полученная оценка скачка температуры на +30 град. вносит заметный вклад в общее увеличение начальной температуры, которое ранее ассоциировалось только с выгоранием источника зажигания (+80 град.).
Выводы. С учетом известного увеличения температуры в камере, вызванного выгоранием стандартного источника зажигания (2 кДж), реальное значение начальной температуры среды при исследовании пыли в камере объемом (20 ± 2) л может достигать 135 °С.

Об авторе

Н. Л. Полетаев
Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
Россия

Полетаев Николай Львович, д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник

143903, г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12

РИНЦ ID: 1093620



Список литературы

1. Eckhoff R.K. Dust explosions in the process industries 3rd edition. Boston, Gulf Professional Publishing/Elsevier, 2003; 720.

2. Castellanos D., Carreto V., Skjold T., Yuan S., Chaudhari P., Mannan M.S., Mashuga C. Construction of a 36 L dust explosion apparatus and turbulence flow field comparison with a standard 20 L dust explosion vessel // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2018. Vol. 55. Pp. 113–123. DOI:10.1016/j.jlp.2018.05.014

3. Portarapillo M., Sanchirico R., Di Benedetto A. Effect of turbulence spatial distribution on the deflagration index: Comparison between 20 L and 1 m3 // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2021. Vol. 71. P. 104484. DOI: 10.1016/j.jlp.2021.104484

4. Bagaria P., Li Q., Dastidar A., Mashuga C. Classification of particle breakage due to dust dispersion // Powder technology 2019. Vol. 342. Pp. 204–213. DOI: 10.1016/j.powtec.2018.09.089

5. Di Sarli V., Russo P., Sanchirico R., Di Benedetto A. CFD simulations of the effect of dust diameter on the dispersion in the 20 L bomb // Chemical Engineering Transactions. 2013. Vol. 31. Pp. 727–732. DOI: 10.3303/CET1331122

6. Полетаев Н.Л. О проблеме экспериментального обоснования низкой взрывоопасности горючей пыли в 20-литровой камере // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2017. Т. 26. № 6. С. 5–20. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.06.5-20

7. Rodgers S.A., Ural E.A. Practical issues with marginally explosible dusts –– evaluating the real hazards // Process Safety Progress. 2011. Vol 30. Issue 3. Рр. 266–279. DOI: 10.1002/prs.10436

8. Clouthier M.P., Taveau J.R., Dastidar A.G., Morrison L.S., Zalosh R.G., Ripley R.C., Amyotte P.R. Iron and aluminum powder explosibility in 20-L and 1-m3 chambers // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019. Vol. 62. P. 103927. DOI: 10.1016/j.jlp.2019.103927

9. Addo A., Dastidar A.G., Taveau J.R., Morrison L.S., Khan F.I., Amyotte P.R. Niacin, lycopodium and polyethylene powder explosibility in 20-L and 1-m3 test chambers // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019. Vol. 62. P. 103937. DOI: 10.1016/j.jlp.2019.103937

10. Hertzberg M., Cashdollar K.L., Zlochower I. Flammability limit measurements for dusts and gases: Ignition energy requirements and pressure dependences // Symposium (International) on Combustion. The Combustion Institute, 1988. Vol. 21. Issue 1. Рp. 303–313. DOI: 10.1016/S0082-0784(88)80258-3

11. Cashdollar K.L., Chatrathi K. Minimum explosible dust concentrations measured in 20-L and 1-m3 Chambers // Combustion Science and Technology. 1993. Vol. 87. Pp. 157–171. DOI: 10.1080/00102209208947213

12. Proust Ch., Accorsi A., Dupont L. Measuring the violence of dust explosions with the “20 l sphere” and with the standard “ISO 1 m3 vessel” // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2007. Vol. 20. Pp. 599–606. DOI: 10.1016/j.jlp.2007.04.032

13. Going J.E., Chatrathi K., Cashdollar K.L. Flammability limit measurements for dusts in 20-L and 1 m3 vessels // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2000; 13(3-5): 209-219. DOI: 10.1016/s0950-4230(99)00043-1

14. Di Benedetto A., Garcia-Agreda A., Russo P., Sanchirico R. Combined effect of ignition energy and initial turbulence on the explosion behavior of lean gas/dust-air mixtures // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2011. Vol. 51 (22). Рр. 7663–7670. DOI: 10.1021/ie201664a

15. Сорокин Д.И., Джусов О.П. Динамические характеристики термопар. Обнинск, 1973. 31 с.


Рецензия

Для цитирования:


Полетаев Н.Л. Изменение температуры воздуха в 20-литровой камере при добавлении воздуха из ресивера. Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2021;30(5):23-29. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2021.30.05.23-29

For citation:


Poletaev N.L. A change in the air temperature inside a 20-liter chamber when air is added from the receiver. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2021;30(5):23-29. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/0869-7493.2021.30.05.23-29

Просмотров: 220


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)