Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» icon

Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними»


Скачать 79.86 Kb.
НазваниеМетодические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними»
Размер79.86 Kb.
ТипМетодические указания


Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет


Ярмонова М.В.

Бухаров И.И.


Методическое указание

к выполнению лабораторной работы № 112

«Исследование опасности воспламенения

горючих газо – и паровоздушных смесей

искровыми разрядами статического

электричества и способов борьбы с ними»


Для студентов всех специальностей


Мариуполь, 2010 г.

Приазовский государственный технический университет

Кафедра «Охраны труда и окружающей среды»

им. Немцова Н.С.»


Ярмонова М.В.

Бухаров И.И.


Методическое указание

к выполнению лабораторной работы № 112

«Исследование опасности воспламенения

горючих газо – и паровоздушных смесей

искровыми разрядами статического

электричества и способов борьбы с ними»


Для студентов всех специальностей


Мариуполь, 2010

УДК 628 (076)


Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо – и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» (для студентов всех специальностей) / Сост.: М.В. Ярмонова, И.И. Бухаров. – Мариуполь: ПГТУ, 2006. – 21с.


В методическом указании приведены основные теоретические положения, методика исследования, требования, предъявляемые к содержанию отчета, и вопросы для самопроверки.

Методическое указание предназначено для исследования на лабораторном практикуме освещенности в рабочих зонах от высоты подвеса светильника, угла наклона освещаемой поверхности, а также изменения освещенности вдоль и поперек светящей линии.


Составитель: М.В. Ярмонова

И.И. Бухаров


Ответственный

За выпуск Т.Г. Данилова


Утверждено на заседании кафедры «ОТ и ОС»


Протокол № 7 от « 11 » 02.2010г.


Рекомендовано методической комиссией

энергетического факультета


Протокол № 2 от « 15 » 02.2010 г.


^ 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследовать образование статического электричества. Оценить опасность воспламенения горючих газопаровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества. Исследовать способы борьбы со статическим электричеством.


^ 2. УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Для получения допуска к работе и успешного ее выполнения следует изучить основные теоретические положения, изложенные в данном методическом руководстве.

При подготовке к работе рекомендуется изучить схему лабораторного стенда, назначение измерительных приборов, переключающих и регулирующих устройств.

Подготовить форму отчета с таблицами для занесения результатов эксперимента.

Необходимо ответить на вопросы для самопроверки, чтобы убедиться в готовности к выполнению лабораторной работы.


  1. ^ ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1. Пределы взрываемости газо- и паровоздушных смесей

Смеси горючих газов и паров с воздухом могут гореть в форме взрыва (скорость распространения пламени или сгорания вещества несколько сотен метров в секунду) только в определенном пределе концентраций. Отличают нижний и верхний концентрационные пределы взрываемости.

Нижний предел - характеризуется таким соотношение горючего и воздуха, при котором в смеси содержится минимальное количество газа или пара, уменьшение которых делает взрыв невозможным.

Верхний предел – это наибольшее количество горючего в смеси с воздухом, при котором еще возможно горение в форме взрыва.

Наиболее взрывоопасными являются газы и пары, у которых наибольший интервал между нижним и верхним пределами и более низок предел взрываемости (см. табл. П.1.1).


^ 3.2. Воспламенение газо- и паровоздушных смесей

Экспериментально установлено, что для зажигания горючей смеси газов или паров с воздухом достаточно нагреть до температуры воспламенения некоторый объем не менее критического для данной смеси.

Критический объем зависит от физико-химических свойств горючего и окислителя в смеси, а также от концентрации, давления и т.п. Каждый горючий компонент имеет свой критический объем. Для паро- и газовоздушных смесей критический объем в среднем колеблется от 0,5 до 1,0 мм3.

Чтобы воспламенить горючую смесь к ней необходимо подвести тепловую энергию, достаточную для нагревания ее критического объема до температуры воспламенения.

Минимальная энергия зажигания газо- и паровоздушных смесей для большинства горючих газов находится в пределах от 0,01 до 1,5 мДж (см.табл.П.1.2).

.

^ 3.3. Источники зажигания

Источниками зажигания являются: открытое пламя, раскаленный и расплавленный металл, нагретые поверхности, электрическая дуга или искра, искры, образующиеся при трении или ударе, а также при разряде статического электричества и т.п.

Электрические искры электрооборудования в канале разряда имеют температуру порядка 10000 С и их энергии достаточно чтобы воспламенить паро- и газовоздушные смеси всех горючих веществ.

Искры, возникающие в результате трения и удара, по сравнению с электрическими, имеют меньшую температуру, которая находится в пределах 600 – 1500 С. Однако выделяющейся энергии при таких температурах достаточно для зажигания некоторых паро- и газовоздушных смесей. Искры, образующиеся при разрядах статического электричества, характеризуются незначительной силой тока (тысячные доли мА), но уже при сравнительно небольшой разности потенциалов (см. 3.5) способны воспламенить большую часть горючих газов и паров.


    1. ^ Образование зарядов статического электричества

Статическое электричество образуется в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов или ионов при соприкосновении двух разнородных веществ.

Электризация заключается в том, что нейтральные тела, не проявляющие нормально электрических свойств, в условиях определенного контакта или воздействия становятся электрически заряженными.

Кроме электризации «контакта» возможна электризация через индукцию, т.е. воздействие на расстоянии.

Явления электризации возникают при различных технологических процессах: при работе ременных передач и ленточных конвейеров; при разматывании и обработке ткани, лент, бумаги; при перемешивании веществ в смесителях; просеивании и фильтрации воздуха и газа; при движении запыленного воздуха и газа; при движении жидкостей по трубопроводам и шлангам; при сливе, наливе, перекачке и переливании жидкостей из емкости в емкость и особенно в случае свободно падающей струей; при выходе из сопел сжатых или сжиженных газов и т.п.

При электризации тел между поверхностями возникает электрическое поле.

Напряженность электрического поля зависит в основном от разности потенциалов (U) между поверхностями, расстояния между ними (h) и их формы (), т.е.

(3.1)

Поверхности, на которых образуются заряды статического электричества можно рассматривать как конденсатор, разность потенциалов между обкладками которого зависит от величины заряда (Q) и его емкости (С), т.е.

U= (3.2)

Емкость зависит от площади поверхности конденсатора (S), его формы () и расстояния между обкладками (C), т.е.

C= (3.3)

Энергия, выделяющаяся в искровом разряде с заряженной поверхности может быть определена по формуле

E=, Дж, (3.4)

где С – электрическая емкость заряженной поверхности (объекта), Ф;

- разность потенциалов между поверхностями (объектами), В.


Основными параметрами, влияющими на электризацию веществ, т.е. на образование и накопление зарядов, являются удельное электрическое сопротивление контакта () и скорость движения (разделения), выпуска, слива, сжатия, расширения и т.п. материалов, жидкостей, газов, паров и т.д.

Опытами установлено, что материалы с удельным электрическим сопротивлением менее 105 Ом  м практически не электризуются.

Однако следует иметь в виду, что для электризации достаточно того, чтобы одна из поверхностей контакта обладала диэлектрическими свойствами, т.е. имела удельное электрическое сопротивление не ниже 105 Ом  м.

С увеличением удельного электрического сопротивления материалов электризация их возрастает.

С возрастанием скорости движения (разделения, сжатия и т.п.) электризация также увеличивается. При малых скоростях движения потенциал нарастает медленно, а затем после почти прямолинейного роста, стремится к некоторому пределу.

Электризация людей происходит как за счет трения одежды о кожный покров, так и в условиях производства при работе с электризующими материалами. Электризация за счет трения одежды зависит от материала, из которого она изготовлена, а также влажности воздуха, изолирующих свойств обуви и пола. Электризация людей значительно увеличивается при одежде из синтетики, сухом воздухе и высоком удельном электрическом сопротивлении материала обуви и пола. Измерениями установлено, что потенциал человека относительно земли за счет трения одежды достигает 2 – 5 кВ, а при работе с электризующими материалами 10 – 20 кВ.



    1. ^ Опасность статического электричества

Статическое электричество представляет опасность для взрыво- и пожароопасных производств, оказывает вредное влияние на ряд технологических процессов и может явиться причиной несчастных случаев на производстве.

Когда напряженность электрического поля между поверхностями тел достаточно велика, то свободные электроны в воздушном промежутке между ними приобретают кинетическую энергию такой величины, что при столкновении с нейтральными молекулами они образуют ионы и свободные электроны.

Вновь образовавшиеся заряды также приходят в движение под действием поля и в свою очередь производят дальнейшую ионизацию. Число образующихся при этом электронов и ионов возрастает лавинообразно, что создает условия для электрического разряда в виде искры.

Возможность искрового разряда между заряженными поверхностями зависит как от напряженности поля, так и от формы поверхностей. При остриевой форме электродов для искрового разряда требуется ниже напряженность поля, чем при плоской форме.

Для ионизации молекул воздуха, состоящего из азота и кислорода, необходимо чтобы свободные электроны в воздухе приобрели в электрическом поле энергию выше 16 эВ.

Энергию, получаемую электронами в электрическом поле, определяют по формуле

E=E∙e∙, эВ, (3.5)

где Е – напряженность электрического поля, В/м;

ℓ - электрический заряд электрона, К;

- длина свободного пробега электрона в воздухе

(= 3,5 10-7 м).

При искровом разряде статического электричества с промышленного оборудования энергия искры составит при разности потенциалов даже в 10 кВ.

E = Дж,

где С = 10-9 Ф – средняя электрическая емкость промышленного

оборудования.


Искра такой энергии способна воспламенить практически все горючие смеси газов, паров, пылей.

Энергия искры при разряде статического электричества с человека при его потенциале в 2 – 5 кВ соответственно составит

E = Дж,

где С = 15010 -12 Ф – средняя электрическая емкость человека.

Такая энергия искры также способна воспламенить многие горючие газы и пары с воздухом (см.табл. П.1.2).

Статическое электричество оказывает отрицательное влияние при производстве химических волокон, нитей синтетических и полимерных материалов, в текстильной и бумажной промышленности, а также в производстве других изделий, обладающих высокими диэлектрическими свойствами (  10 5Омм).

Физиологическое действие статического электричества зависит от освобождающейся при разряде энергии и может осуществляться в виде слабого, умеренного и сильного укола или толчка. Они не опасны для организма человека, так как сила тока зарядов составляет тысячные доли миллиампера, но в результате внезапного воздействия на человека вызывают непроизвольное его движение, что может привести к механическим и другим травмам.

Длительное действие разрядов статического электричества (например, при ручных операциях) оказывает вредное влияние на здоровье работающих и приводит к расстройству нервной системы.


    1. ^ Способы по предупреждению искровых разрядов статического электричества

Мероприятия по предупреждению искровых разрядов статического электричества во взрыво- и пожароопасных производствах основаны на принципе предупреждения накопления зарядов на оборудовании и человеке.

Для предупреждения накопления зарядов статического электричества на оборудовании, а также на людях, применяют следующие защитные меры: а) отвод зарядов; б) снижение электризующей способности материалов; в) увлажнение воздуха; г) ионизацию воздуха.

Отвод зарядов с электризующих поверхностей осуществляют путем заземления оборудования, изготовленного из токопроводящих материалов. Сопротивление заземляющего устройства для отвода зарядов статического электричества не должно превышать 100 Ом.

Снижение электризующей способности достигают двумя способами: а) увеличением электропроводности диэлектрических материалов за счет ввода (покрытия, смазки) токопроводящих материалов (графита, сажи, хлористого лития); б) снижением скорости движения ременных передач, ленточных конвейеров, нефтепродуктов по трубопроводам и т.п.

Эффективным способом отвода зарядов с диэлектрических материалов является повышение относительной влажности воздуха до 70 – 75 % и выше. При такой влажности воздуха на поверхности материала или оборудования создается пленочный слой воды, проводимость которого способствует стеканию зарядов.

Для повышения влажности служат установки кондиционирования воздуха, разбрызгивающие сопла и др.

Одним из эффективных способов снятия зарядов как с электропроводящих, так и диэлектрических материалов (оборудования) является ионизация воздуха вблизи электризующего материала.

Принцип действия ионизации заключается в том, что ионы (электроны) воздуха притягиваются зарядами наэлектризованного материала и нейтрализуются.

Ионизаторами для снятия зарядов являются: газовое пламя, ультрафиолетовое, рентгеновское, - и - излучения, а также электрические поля высоких напряжений.

С целью предупреждения накопления зарядов статического электричества на человеке во взрывоопасных производствах изготовляют пол и обувь из материалов, удельное электрическое сопротивление которых меньше 10 5 Омм. Для одежды применяют материалы, которые при контакте с кожным покровом и между собой не электризуются. Применяют также ткани из волокон различных материалов, которые при контакте образуют заряды разных знаков, что приводит к их нейтрализации.

Если материал обуви имеет высокое удельное электрическое сопротивление, то подошву обуви подбивают медными гвоздями.

Для снятия зарядов с человека при входе во взрывоопасные помещения устанавливают заземленные зоны, а также заземляют ручки дверей и поручни лестниц.


  1. ^ ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Лабораторная работа выполняется на установке для измерения величины электризации человека (рис. 4.1) и стенде (рис. 4.2) по исследованию электризации материалов и способов предупреждения искровых разрядов статического электричества.

Установка по измерению величины электризации человека (рис.4.1) состоит из электрометра 1 (электроскопа), пластины 2, щетки 3 и с металлической ручкой, ковра 4 из диэлектрической резины, металлического съемника электрических зарядов 5 и заземлителя 6. Электрометр 1 состоит из металлического корпуса 7, внутри которого расположены подвижная стрелка 8 и шкала прибора 9. На верху прибора находится дисковый приемник электрических зарядов 10. Корпус электрометра соединен с заземлителем 6.

На стенде (рис.4.2) нанесена принципиальная схема установки, состоящей из емкости 1 с жидкостью 2, насоса 3, системы трубопроводов 4 со вставками 5 из диэлектрического материала. Над трубопроводом расположены ионизатор 6 и увлажнитель воздуха 7.

Искровой разряд статического электричества происходит в разряднике 8, находящимся во взрывной камере 9, которая заполняется горючим газом или паром через трубопровод 10, продукты сгорания удаляются через патрубок 11. Воспламенение газа или пара в камере 9 фиксируется появлением красного цвета в сигнализаторах 12.

Многопозиционные переключатели предназначены для: П0 – задания программы исследований, П1 -изменения вида материала трубопровода, П2 – изменения скорости движения жидкости по трубопроводу, П3 – переключения вида жидкостей в емкости, П4 и П5 – соответственно изменения величины




Рис. 4.1. Схема лабораторной установки.





Рис. 4.2. Схема лабораторной установки


ионизации и увлажнения воздуха, П6 – изменения энергии разряда и П7 – изменения вида газа или пара, поступающего во взрывную камеру.

Измерение потенциала статического электричества системы трубопроводов относительно земли производится при помощи киловольтметра (КV). Энергию искрового разряда статического электричества во взрывной камере изменяют при помощи прибора 13, шкала которого отградуирована в миллиджоулях (мДж).


^ 5. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Задание для эксперимента

Измерить потенциал статического электричества, возникающий на человеке, исследовать зависимость электризации от удельного электрического сопротивления материала трубопровода и скорости движения по нему различных жидкостей. Исследовать способы борьбы со статическим электричеством.


^ 5.2. Методика исследования

5.2.1. При измерении потенциала зарядов статического электричества, накапливающихся на человеке при его работе с электризующими материалами, подготовить табл. 5.1 и внести в нее значения, заданные параметром А.

Таблица 5.1

Электризация человека при работе с электризующими материалами

Задано


Измерить

Вычислить

Время работы

с материалом t

(параметр А)

Рост человека

(Н) и расстояние от плеча до середины грудной клетки, м

Потенциал человека относительно земли,

Uчел.,

кВ

Емкость человека относительно земли,

С чел.,


Энергия искрового разряда статического электричества с человека,

Eчел., Дж

















Встать на диэлектрический ковер 4 (рис, 4.1). Съемником зарядов 5 прикоснуться к дисковому накопителю 10 и снять остаточные заряды статического электричества. Затем снять заряды со щетки 3 и пластины 2. С последней заряды снимаются путем медленного проведения съемника 5 по всей поверхности пластины.

Съемник зарядов 5 положить на стол. Взять в одну руку щетку 3 и быстро водить ею по поверхности пластины 2 (движения щетки возвратно-поступательные) в течение времени, заданного параметром А. Затем щетку быстро оторвать от поверхности пластины 2, свободной рукой прикоснуться к накопителю зарядов 10 (оставаясь в это время на ковре 4), снять показание прибора 1 и записать в табл. 5.1.

Эксперимент по изменению потенциала заряда статического электричества, накапливающегося на человеке, производит каждый студент.

5.2.2. При исследовании электризации жидкости в зависимости от удельного сопротивления материала трубопровода подготовить таблицу 5.2 и внести в нее значения, заданные параметром Б.

Переключателем П1 (табл. 5.2) изменяется материал, из которого изготовлен трубопровод.

Таблица 5.2.

Зависимость электризации жидкости от удельного электрического сопротивления материала трубопровода при П0 = const, П2 = const, П3=const.

№№

п/п

Задано

Измерить

Вычислить

Пози-

ция

пере-

клю-

чате-

ля

П1



Наименова-

ние материала трубопрвода

Уд. элект-

рич. сопро-

тивление

материала

трубопро-

вода,

lg  тр.

Омм

Емкость трубопро-вода, С,

Ф

Потенциал трубопровода,

U, кВ

Энергия искрового разряда статического эл-ва,

Е, Дж

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3


4

5


6

7

П1 – 1

П1 – 2

П1 - 3

П1 - 4

П1 – 5


П1 - 6

П1 - 7

Стекло

Эбонит

Резина ди-

электрическая

Пластмасса

Резина токо-проводящая

Сталь

Алюминий



14

11

8


5


2

0,0001

0,00001













Привести стенд в исходное положение: поставить переключатели П0, П2, и П3 в заданное положение, тумблер В1 поставить в позицию 1.

Поставить переключатель П1 в позицию 1, одновременно нажать кнопки К1 и К2, снять показание прибора (КV) и результат записать в табл. 5.2. Затем П1 поставить в позицию 2 и таким способом произвести измерение потенциала трубопровода относительно земли. Для остальных позиций переключателя П1 измерения производятся аналогичным методом.

5.2.3. Для исследования зависимости электризации от скорости протекания жидкости по трубопроводу подготовить табл. 5.3. и внести в нее значения, заданные параметром Г.

Переключателем П2 (табл. 5.3) изменяется скорость движения жидкости по трубопроводу.


Таблица 5.3.

Зависимость электризации жидкости от скорости ее движения в трубопроводе при П0 = const, П1 = const, П3 = const.

№№

п/п

Задано

Измерить

Вычислить




Пози-

ция

пере-

клю-

чате-

ля

П2

Скорость

движения

жидкости W, м/с

Наименование жидкости

Емкость

трубо-проводаС

Потенциал

трубопровода,

U, кВ

Энергия искро-

вого разряда

статического

электричества,

Е, Дж



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

П2 –1

П2 –2

П2 –3

П2 –4

П2 –5

П2 –6

П2 –7

П2 –8

П2 –9

П2-10

5,0

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0













Привести стенд в исходное положение: поставить П0, П1 и П3 в заданное положение, тумблер В2 выключить, тумблер В1 поставить в позицию 2.

Поставить переключатель П2 в позицию 1, одновременно нажать на кнопки К1 и К2, снять показание прибора (КV) и результат записать в табл. 5.3. Затем П2 поставить в позицию 2 и аналогичным методом произвести измерения. Для остальных позиций П2 измерения произвести по указанной выше методике.


5.2.4. Для исследования зависимости электризации жидкости от ее удельного электрического сопротивления подготовить табл. 5.4 и внести в нее значения, заданные параметром Д.

Переключателем П3 (табл. 5.4) изменяется вид жидкости, протекающей по трубопроводу.

Таблица 5.4.

Зависимость электризации жидкости от ее удельного электрического сопротивления при П0 = const, П1 = const, П2 = const.



п/п

Задано

Измерить

Вычислить

Позиция перек-лючателя П3

Наимено-вание жидкости

^ Уд. электрич. сопротивление жидкости, ℓg ж, Ом.м

Емкость трубопровода С, ф

^ Потенциал трубопровода, U, кв

Энергия искрового разряда статич. эл-ва, Е, Дж

1

П3 - 1

Бензин

11










2

П3 - 2

Дизельное топливо

10










3

П3 - 3

Нефть

9































Продолжение таблицы 5.4.

4

П3 - 4

Бутанол

7










5

П3 - 5

Ацетон

6










6

П3 - 6

Вода: дистиллир.

4










7

П3 - 7

Пресная

2










8

П3 - 8

Морская

м=5∙10-1












Привести стенд в исходное положение: поставить По, П1, и П2 в заданное положение, тумблер В2 выключить, тумблер В1 – в позицию 1.

Поставить П3 в позицию 1, одновременно нажать на кнопки К1 и К3, снять показания прибора (КV) и результат записать в табл. 5.4. Затем П3 поставить в позицию 2 и таким же способом произвести измерение. Для остальных положений переключателя П3 измерения производится аналогичным методом.


5.2.5. При исследовании электризации в зависимости от ионизации воздуха подготовить табл. 5.5 и внести в нее значения, заданные параметром Ж.

Переключателем П4 (табл. 5.5) проводится изменение отношения количества ионов излучения противоположного знака к количеству ионов, необходимых для нейтрализации зарядов статического электричества, образующихся на трубопроводе.

Таблица 5.5.

Зависимость электризации от ионизации воздуха при П0 = const,

П1 = const, П2 = const, П3 = const.

№№

п/п

Задано

Измерить

Вычислить

Пози-

ция

пе ре-

ключа-

теля

П4

Отношение кол-ва образующихся

ионов излучения

к кол-ву ионов,

необходимых для нейтрализа-

ции зарядов ста-

тич. эл-ва,

Nизлуч.

Nпотр.

Ем-

кость

трубо-

прово-

вода,

С, Ф

Потенциал

трубопровода,

U, кВ

Энергия искрового

разряда статического

электричества,

Е, Дж

1

2

3

4

5

6

7

П4

П4

П4

П4

П4

П4

П4

0,0

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0











Привести стенд в исходное положение: П0, П1, П2 и П3 в заданное положение, тумблер В2 выключить, В1 – в позицию 1.

Поставить П4 в позицию 1, одновременно нажать на кнопки К1 и К4, снять показание прибора (КV) и результат записать в табл. 5.5. Затем П4 поставить в позицию 2 и таким же способом произвести измерение. Для остальных положений П4 измерения производятся аналогичным методом.


5.2.6. При исследовании электризации в зависимости от влажности воздуха подготовить табл. 5.6 и внести в нее значения, заданные параметром И.

Переключателем П5 (табл. 5.6) изменяется относительная влажность воздуха в помещении.


Таблица 5.6.

Зависимость электризации от влажности воздуха при П0 = const,

П1 = const, П2 = const, П3 = const.

№№

п/п

Задано

Измерить

Вычислить

Позиция

переклю-

чателя

П5


Относи-

тельная

влажность

воздуха,

, %

Емкость

трубопро-вода, С,

Ф

Потенциал трубо-

провода, U,

кВ

Энергия искрового

разряда статическо-

го электричества, Е,

Дж


1

2

3

4

5

6

7

8

9

П5 -

П5 -

П5 -

П5 -

П5 -

П5 -

П5 -

П5 -

П5 -

0,0

20,0

40,0

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0











Привести стенд в исходное положение: поставить П0, П1, П2 и П3 в заданное положение, тумблер В2 выключить, В1 – в позицию 1.

Поставить П5 в позицию 1, одновременно нажать на кнопки К1 и К5, снять показания прибора (КV) и результат записать в табл. 5.6. Затем П5 поставить в позицию 2 и таким же способом произвести измерение. Для остальных положений П5 измерения производятся аналогичным методом.


5.2.7. Для исследования электризации трубопровода в зависимости от его заземления подготовить табл. 5.7 и внести в нее значения, заданные параметром Т.


Таблица 5.7.

Зависимость электризации трубопровода от его заземления при

П0 = const, П2 = const, П3 = const, Стр = Ф.

№№

п/п

Задано

Измерить

Вычислить

Позиция

преклю-

чателя

П1

Наименование

материала

трубопровода

Удельное элект-

рическое сопро-

тивление мате-риала трубопро

Вода, lg  тр,

Ом  м

Потенциал

трубопровода, U

кВ


Энергия

искрового

разряда

статическ.

электрич., Е,

Дж

1

2

3


4

5


6

7

П1

П1

П1


П1

П1


П1

П1 -

Стекло

Эбонит

Резина

диэлектрическая

Пластмасса

Резина токопроводящая

Сталь

Алюминий

14

11


8

5


2

0,0001

0,00001




П1 -


Привести стенд в исходное положение: поставить П0, П2, П3 в заданное положение, тумблер В2 включить, В1 – в позицию 1.

Поставить П1 в позицию 1, одновременно нажать на кнопки К1 и К2, снять показания прибора (КV) результат записать в табл. 5.7. Затем поставить в позицию 2 и таким же способом произвести измерение. Для остальных положений П1 измерения производятся аналогичным методом.


5.2.8. При исследовании минимальной энергии искрового разряда для воспламенения газо- и паровоздушных смесей подготовить табл. 5.8 и внести в нее значения, заданные параметром У.

Переключателем П6 (табл. 5.8) изменяется энергия искрового разряда в камере с горючими газами и парами.

Таблица 5.8.

Минимальная энергия воспламенения газо- и паровоздушной смеси при П0 = const, П7 = const , Стр = Ф.

№№

п/п

Задано

Измерить

Установить

Определить

Вычислить

Позиция

переклю-

чателя

П5

Энергия ис-

крового раз-

ряда стати-

ческого Эл-

ва, Е, Дж

Воспламенеие

горючей смеси:

нет - да

Наименование

горючей смеси

Потенциал

трубопровода,

U, кВ

1

2

3

П6

П6

П6
















Продолжение таблицы 5.8.

4

5

6

7

8

9

10

11

П6

П6

П6

П6

П6

П6

П6

П6 -








Только для

позиции

воспламене-

ния


Только для

позиции

воспламене-

ния


Привести стенд в исходное положение: поставить П0 и П7 в заданное положение, тумблер В2 выключить. В1 – в позицию 1.

Поставить П6 в позицию 1, нажать на кнопку К6, снять показания прибора (мДж ), определить наличие воспламенения смеси в камере по включению лампочек-сигнализаторов 12 и результаты записать в табл. 5.8. Если лампочки-сигнализаторы не включались, то это говорит о том, что воспламенение смеси в камере не произошло. Тогда переключатель П6 устанавливают в следующую позицию и снова повторяют опыт, как указано выше. Исследование производят до включения красных лампочек-сигнализаторов.


^ 5.3. Обработка результатов измерений

Емкость человека относительно земли (табл. 5.1) вычислить по формуле

Счел=, Ф, (5,1)

где Н - рост человека, м;

d - расстояние от плеча до середины грудной клетки

(на уровне плеча), м .


Энергию, выделяющуюся в искровом разряде статического электричества, рекомендуется вычислять по формуле 3.4.

Потенциал трубопровода относительно земли (табл. 5.8) вычислить из уравнения 3.4.

Вид горючей смеси установить по табл. П.1.2.


  1. ^ СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

6.1. Цель работы.

6.2. Заданные значения параметров, результутаты измерений и вычислений, внесенные в табл. 5.1 – 5.8.

(табл. 5.2 – 5.7):

6.3. Кривые зависимости, построенные на основании результатов экспериментов (табл. 5.2 – 5.7):

6.3.1 . Uтр = f ( lg тр ); Е = f ( lg тр);

6.3.2. Uтр = f ( W ); E = ( W );

6.3.3. Uтр = f ( lg ж); Е = ( lg ж);

6.3.4. Uтр = f ( Nизлуч. / Nпотр.); E = f ( Nизлуч. / Nпотр. );

6.3.5. Uтр = f (); E = (  );

6.3.6. UтрR3 = f ( lg  тр при R3 ); ER3 = f ( lg тр при R3 ).


Графики необходимо строить на миллиметровой бумаге, кривые на них проводить при помощи чертежных инструментов. На одном графике следует размещать все кривые, относящиеся к одному подпункту (например: 6.3.4). Все кривые подпунктов 6.3.1 и 6.3.6 построить на одном графике.

6.4. Письменное заключение по каждой кривой, объясняющее влияние параметра на исследуемую функцию.

6.5. На основании энергии искровых разрядов статического электричества (табл. 5.1 – 5.7) определить возможность воспламенения газо- паровоздушных смесей (табл. П.1.2).


  1. ^ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ




  1. Необходимые условия для горения газо- и паровоздушных смесей в форме взрыва.

  2. Характеристики нижнего и верхнего концентрационных пределов взрываемости.

  3. Какие газы и пары являются наиболее взрывоопасными и почему?

  4. Для зажигания газов и паров какой объем смеси следует нагреть и до какой температуры?

  5. Минимальная энергия, необходимая для зажигания газо- и паровоздушных смесей.

  6. Какую температуру имеют электрические искры в канале разряда и искры, возникающие в результате ударов и трения.

  7. Способность искр воспламенять газо- и паровоздушные смеси.

  8. Что понимают под термином электризация?

  9. Объясните физику процесса образования зарядов статического электричества.

  10. Что возникает между поверхностями тел, имеющими разные знаки зарядов?

  11. От каких факторов зависит напряженность электрического поля? Напишите эту зависимость в математической форме.

  12. Что представляют собой поверхности, на которых накапливаются заряды статического электричества?

  13. Напишите формулы разности потенциалов между обкладками конденсатора.

  14. Напишите аналитическую зависимость емкости (в функциональной форме) между заряженными телами.

  15. Напишите формулу для определения энергии, выделяющейся в искровом разряде с заряженной поверхности.

  16. Перечислите основные факторы, влияющие на электризацию веществ.

  17. С каким удельным электрическим сопротивлением материала практически не электризуются?

  18. Влияние удельного электрического сопротивления на их электризацию.

  19. Влияние скорости движения на электризацию веществ.

  20. Факторы, влияющие на электризацию людей.

  21. Каких значений достигает потенциал человека относительно земли при его электризации?

  22. Какую опасность представляет статическое электричество для производственных процессов и людей?

  23. Какую минимальную энергию должен иметь электрон, чтобы ионизировать воздух?

  24. Напишите уравнение, по которому определяют энергию электрона, получаемую в электрическом поле.

  25. Мероприятия по предупреждению искровых разрядов статического электричества:

а) отвод зарядов с электризующихся поверхностей;

б) снижение электризующей способности материалов;

в) увлажнение или ионизация воздуха.

  1. Допустимая величина сопротивления заземляющего устройства при отводе зарядов статического электричества.

  2. Мероприятия по предупреждению накапливания зарядов статического электричества на людях.


Приложение 1.

Таблица П.1.1

Пределы взрываемости смеси газа или пара с воздухом (в объемных %) при атмосферном давлении

Наименование газа и пара

Пределы взрываемости

Нижний

Верхний

1

2

3

Ацетон

Бензин

Бутан

Водород

Доменный газ

Коксовый газ

Керосин

Метан

Окись углерода

Сероводород

Сероуглерод

Этилен

Этиловый спирт

2,5

1,4

1,9

4,1

40,0

6,0

1,4

4,9

12,5

4,3

1,0

2,8

3,2

9,6

6,0

8,4

75,0

70,0

30,0

7,5

15,4

75,0

45,5

50,0

28,6

18,9



Приложение 1

Таблица П.1.2.

Минимальная энергия, необходимая для воспламенения некоторых газо – и паровоздушных смесей (при атмосферном давлении)

Наименование газа или пара, входящего в состав смеси

Минимальная энергия воспламенения, мДж

Ацетон

Бензин

Бутиловый спирт

Диоксан

Метан

Окись углерода

Сероводород

Сероуглерод

Этилен

Этиловый спирт

0,46 - 0,54

0,16 - 0,24

0,36 - 0,44

0,76 - 0,84

0,26 - 0,34

7,9 - 8,1

6,8 - 7,2

0,006-0,009

0,07 – 0,13

0,86 - 0,94



9. ОГЛАВЛЕНИЕ

  1. Цель работы

  2. Указания по подготовке к лабораторной работе

  3. Основные теоретические положения

    1. Пределы взрываемости газо- и паро-

воздушных смесей

    1. Воспламенение газо- и паровоздуш-

ных смесей

    1. Источники зажигания

    2. Образование зарядов статического

электричества

    1. Опасность статического электричества

    2. Способы по предупреждению искровых

разрядов статического электричества

  1. Лабораторная установка

  2. Методика и результаты исследований




    1. Задание для эксперимента

    2. Методика исследования

    3. Обработка результатов измерений

  1. Содержание отчета

  2. Вопросы для самопроверки

  3. Приложение


Похожие:

Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними»
«Исследование опасности воспламенения горючих газо – и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы "Исследование одиночных заземлителей" для студентов всех специальностей и всех форм обучения
Безопасность жизнедеятельности: Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование одиночных заземлителей» для...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование метеорологических условий производственной среды», для студентов всех направлений всех форм обучения
Безопасность жизнедеятельности. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование метеорологических условий производственной...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы №4 «Исследование запыленности воздуха» для студентов всех специальностей и всех форм обучения
Безопасность жизнедеятельности: метод указания к выполнению лабораторной работы «Исследование запыленности» для всех специальностей...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы "Исследование естественного освещения в рабочих помещениях" для студентов всех специальностей и всех форм обучения
Безопасность жизнедеятельности: Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование естественного освещения в рабочих...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы №3 «Исследование искусственного освещения в рабочих помещениях», для студентов всех специальностей всех форм обучения
Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование искусственного освещения в рабочих помещениях» для всех специальностей...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование вибрации работающих механизмов с помощью вибрографа» для студентов всех специальностей
Деятельности: метод указания к выполнению лабораторной работы «Исследование вибрации работающих механизмов с помощью вибрографа»...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к лабораторной работе
Методические указания к лабораторной работе «Исследование токсических газов и паров в воздухе рабочей зоны». – Ростов н/Д: Рост гос...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к лабораторной работе №5
...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания к оформлению и выполнению лабораторной работы №9 "Индикаторы. Определение рН среды. Буферные растворы. Гидролиз солей"
Методические указания к оформлению и выполнению лабораторной работы №9 “Индикаторы. Определение рН среды. Буферные растворы. Гидролиз...
Методические указания у выполнению лабораторной работы «Исследование опасности воспламенения горючих газо и паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества и способов борьбы с ними» iconМетодические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы