Порядок проведения работы. 1. Включить установку тумблером 12

1. Включить установку тумблером 12.

2. Продуть взрывную камеру свежим воздухом, удерживая кнопку 15 в течение 15 секунд.

3. Поднять вверх до упора рычаг управления компенсатора взрывной волны 19.

4. Максимально открыть шибер 18 и запустить пневмотранспортную систему кнопкой 13.

5. При помощи секундомера 11 и двух рисок 17 определить время прохождения материала через мерный участок, заметив отличающуюся по цвету от основной массы материала частицу. Расход материала (V) рассчитывается по формуле:

V = , см³, (15.1)

где s - объем мерного участка трубы, 500 см³;

t - время прохождения мерного участка трубы частицей материала, сек. (по секундомеру).

Результат занести в табл. 15.1.

Таблица 15.1

 

Параметр	Ед. изм.	Время прохождения
V, расход	см3/с
N, число разрядов	с-1
Uпр, значение потенциала	кВ
Iэ, ток электризации	А
Wраз, энергия разряда	Дж

 

6. При выбранном расходе материала определить число импульсов в минуту с помощью цифрового вольтметра 10 и секундомера 11. Показание вольтметра во время разряда 10 кВ. Результаты занести в табл. 15.1. После заполнения строк 1-3 установка временно отключается.

7. По данным таблицы построить график зависимости количества импульсов от расхода материала.

8. Определить ток электризации (I_э, А) в зависимости от расхода материала по данным табл. 15.1 и формуле

 

I_э = U_пр^. С_разр^. N, (15.2)

 

где N - число разрядов, с^-1;

С_разр - электрическая емкость разрядной цепи (0,001 Ф);

U_пр - максимальное значение потенциала при разряде (10 кВ).

 

9. Рассчитать энергию искрового разряда статического электричества для каждого расхода материала (W_разр,Дж) по табл. 15.1 и по формуле:

 

W_разр = 0,5 × C_разр × U_пр². (15.3)

 

10. Полученное значение энергии разряда сравнить с величинами минимальных энергий воспламенения некоторых веществ по табл. 15.2. Сделать вывод, какие из сред способны воспламенить электрический разряд, полученный на стенде?

Таблица 15.2

 

Вещество	Энергия,МДж	Вещество	Энергия,МДж
Ацетилен	0,011	Бензин Б-70	0,15
Аммиак		Этиловый спирт	0,19
Полистирол (пыль)		Циклопропан	0,23
Цинковая пыль		Цикорий (пыль)
Этан	0,24	Этилен	0,29
Водород	0,013	Ацетон	1,21

 

11. Определить необходимое количество горючей смеси (ацетона) (С_ст) для создания стехиометрической концентрации во взрывной камере. Стехиометрической называется смесь, которая не содержит в избытке ни горючий компонент, ни окислитель и определяется соотношением

 

С_ст = , (15.3)

 

где – стехиометрические коэффициенты горючей жидкости, кислорода и азота, определяемые из уравнения горения. Реакции горения некоторых веществ приведены в табл. 15.3.

Таблица 15.3

 

Вещество	Молекулярный вес (M, кг/К×моль)	Формула	Удельная плотность, г/л	Реакция горения
Ацетон	58,8	C3H6O	790,5	C3H6O + 4 О2 + 4 · 3,76 N2 = =3 CO2 + 3 H2O + 4 · 3,76 N2
Бензол	48,11	C6H6	879,0	C6H6 + 7,5 O2 + 7,5 · 3,76 N2 = = 6 CO2 + 3 H2O + 7,5 · 3,76 N2
Этанол	46,02	C2H5OH	789,5	C2H5OH + 3 O2 + 3 · 3,76 N2 = = 2 CO2 + 3 H2O + 3 · 3,76 N2

 

Рассчитаем необходимый объем вещества (V), при котором возможен взрыв из уравнения

V = ,

 

где M - молекулярный вес, (кг/К×моль); V_n–объем камеры (1 л);g_ж–удельная плотность жидкости (г/л); V_t –объем грамм-молекулы (22,4 л).

Ко­эф­фи­ци­ент 3,76 от­ра­жа­ет со­от­но­ше­ние ки­сло­ро­да и азо­та в воз­ду­хе.

12. Рас­счи­тан­ное ко­ли­че­ст­во го­рю­чей сме­си за­ли­ва­ет­ся во взрыв­ную ка­ме­ру. Для это­го пред­ва­ри­тель­но не­об­хо­ди­мо на­жать вы­сту­паю­щий кла­пан за­лив­но­го от­вер­стия 7. По­сле ми­нут­ной вы­держ­ки для ис­па­ре­ния аце­то­на в ка­ме­ре за­пус­ка­ет­ся пнев­мотранс­порт­ная сис­те­ма с мак­си­маль­ным рас­хо­дом по сы­пу­че­му ве­ще­ст­ву. При дос­та­точ­ной энер­гии раз­ря­да и пра­виль­но вы­бран­ном объ­е­ме ве­ще­ст­ва дол­жен про­изой­ти взрыв.

13. Вы­клю­чить пнев­мотранс­порт­ную сис­те­му.

 

Содержание отчета

 

1. Цель работы.

2. Схема узла и взрывной камеры.

3. Заполняется таблица (15.1) по экспериментальным данным.

4. Результаты расчета расхода материала, тока электризации и энергии разряда.

5. Расчет количества горючей жидкости для создания стехиометрической концентрации его с воздухом во взрывной камере.

6. Выводы о влиянии расхода материала на количество разрядов и величину максимального тока; о возможности воспламенения горючих веществ при каждом расходе материала.

 

Контрольные вопросы

 

1. В каких случаях происходит накопление зарядов статического электричества на материалах, стенках сосудов и аппаратов?

2. В каких случаях происходят разряды, и чем они опасны?

3. Как осуществляется защита от статического электричества?

4. Опасно ли статическое электричество для человека?

5. Порядок проведения работы на установке.

6. Как может влиять изменение режима пневмотранспортирования диэлектрического материала на интенсивность процесса электризации?

7. Как определяется расход материала по времени его перемещения в переточной трубе?

8. Как определить необходимое количество горючего вещества для создания стехиометрической концентрации в камере?