Wstęp.
Wszyscy na co dzień posługujemy się pojęciem wybuchu, ale rzadko jesteśmy w stanie powiedzieć co tak naprawdę termin ten oznacza. W języku potocznym wybuch oznacza gwałtowne wydzielenie w jednym miejscu dużych ilości energii, któremu towarzyszy nagły wzrost temperatury i ciśnienia oraz powstanie fali uderzeniowej. Czynnikami destrukcyjnymi wybuchu są zatem trzy wymienione zjawiska. Gwałtowny wzrost temperatury może powodować zapłon substancji palnych znajdujących się w otoczeniu. Nagły wzrost ciśnienia wywołuje falę uderzeniową, która rozprzestrzeniając się z dużą prędkością, powoduje zniszczenia na drodze mechanicznej poprzez gwałtowny wzrost naprężeń mechanicznych w napotykanych przeszkodach. W zależności od prędkości rozchodzenia się fali uderzeniowej oraz mechanizmu wybuchu, rozróżnia się trzy rodzaje wybuchów:
wybuch właściwy lub inaczej deflagracja
Eksplozja
Detonacja
gdzie:
Vp - aktualna wartość prędkości dźwięku, wynosząca około 330 m/s
Vmax - maksymalna wartość prędkości fali uderzeniowej w środowisku, w którym zachodzi wybuch.
Praktycznie wszystkie trzy rodzaje zjawiska mogą się pojawić jako skutek przypadkowego zapłonu mieszaniny wybuchowej, a prędkość fali uderzeniowej zależy od energii wyzwolonej podczas wybuchu. Wyzwolona energia przekłada się wprost na skalę wywołanych zniszczeń.
Warunkiem koniecznym do powstania zjawiska wybuchu jest równoczesna obecność trzech czynników. Pierwszym czynnikiem koniecznym do zaistnienia wybuchu jest obecność palnej substancji, która będzie ulegała gwałtownemu spalaniu. Należy jednak rozróżnić terminy „palnej substancji” i „atmosfery wybuchowej”.
Palna substancja może występować w postaci mieszaniny gazowej, cieczy, oparów cieczy, mgły lub pyłu. Substancja palna posiada zdolność wchodzenia w reakcję egzotermiczną po zapaleniu.
Atmosfera wybuchowa - mieszanina substancji palnych w postaci gazów, par, mgieł lub pyłów z powietrzem w warunkach atmosferycznych, w której po zapaleniu, spalanie rozprzestrzenia się na całą nie spaloną mieszaninę.
Jak wynika z powyższych definicji, główną cechą atmosfery wybuchowej, wyróżniającą ją z grupy substancji palnych, jest samoistne rozchodzenie się procesu spalania na całą mieszaninę. Obecność tlenu jako drugi czynnik zaistnienia wybuchu w powietrzu atmosferycznym jest oczywiście zawsze spełniony.
Trzeci czynnik - źródło zapłonu - może być bardzo rożny:
otwarty płomień, iskra,
wysoka temperatura powierzchni urządzenie,
wyładowanie elektrostatyczne.
Minimalna energia zapłonu należy do ważnych parametrów charakteryzujących właściwości wybuchowe paliw i zależy od rodzaju paliwa, składu mieszanki oraz warunków zapłonu.
(…)
… oraz oprzyrządowanie wraz z kompresorem i komputerem który automatycznie analizował wybuch. Jako materiał wybuchowy użyliśmy pył węgla brunatnego w ilości 14g. Pył węglowy wsypaliśmy do komory wstępnej, z której następnie była wtryskiwana do komory kulistej wraz z powietrzem. Każdą próbę wybuchu oberwaliśmy poprzez wziernik zamontowany na powierzchni komory kulistej a następnie na ekranie komputera po analizie wstępnej. Komputer wyznaczał nam wartość maksymalnego ciśnienia wybuchu oraz prędkość maksymalnego narostu ciśnienia wybuchu.
Przeprowadziliśmy dwie próby wybuchowe stosując tą samą ilość pyłu węgla brunatnego, a zmieniając jedynie wartość energii zapalnika który inicjował wybuch mieszanki paliwowo powietrznej. Zastosowaliśmy do ćwiczenia dwóch zapalników:
Do pierwszej próby zastosowaliśmy jeden zapalnik…
… lub w g/m3.
Poniżej dolnej granicy wybuchowości, mieszanina zawiera zbyt mało substancji palnej aby samoistne podtrzymanie procesu spalania było możliwe. Górna granica wybuchowości określa największe stężenie paliwa,
przy którym mieszanina zawiera wystarczającą ilość utleniacza aby po zapaleniu wystąpiła propagacja płomienia. Przedział stężeń między DGW i GGW nazywany jest przedziałem wybuchowości…
… badania wyznaczania granic palności gazów zastosowaliśmy rurą szklaną do której była wtłaczana mieszanka powietrza i gazu (propan - butan) o odpowiednim stężeniu. Zapłon był inicjowany przez przeskok iskry elektrycznej pomiędzy elektrodami zamontowanymi w rurze pomiarowej.
Przeprowadziliśmy kilka prób zapłonu mieszanki zmniejszając zawartość procentową stężenia gazu. Wyznacznikiem granicy palności gazu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)