Комплексная безопасность. Безопасность жизнедеятельности (стр. 20 )

Минимальная энергия воспламенения различных горючих смесей приведена в табл.11.1 и 11.2.

Таблица 11.1

Минимальная энергия, необходимая для воспламенения паро - и

газовоздушных смесей

Вещества, входящие в состав смеси	Минимальная энергия воспламенения, мДж
Сероуглерод	0,009
Водород	0,019
Оксид этилена	0,06
Ацетилен	0,19
Бензол	0,2
Ацетон	0,6
Этиловый спирт	0,65
Бутан, этан	0,25
Пропан	0,26
Метан	0,28
Этиловый спирт	0,45
Сероводород	7,0
Оксид углерода	8,0

Таблица 11.2

Минимальная энергия, необходимая для воспламенения некоторых пылевоздушных смесей

Вещества, входящие в состав смеси	Минимальная энергия воспламенения, мДж
Стеарат алюминия, ацетилцеллюлоза, сера, цирконий	15,0
Древесная мука	20,0
Магний	20,0
Резина	30,0
Уголь	40,0
Алюминий	50,0
Казеин	60,0
Полиэтилен	80,0
Полистирол	120,0

В производственных условиях часто встречаются случаи возникновения разрядов между заряженным диэлектриком и заземленным проводником. Энергия искрового разряда с заряженной диэлектрической поверхности значительно меньше энергии разряда с проводящей поверхности, т. к. разряжается не вся заряженная поверхность диэлектрика, а лишь небольшой участок малой емкости, для которого напряженность электрического поля достигла пробивного значения. Энергия разряда с диэлектрической поверхности может быть определена лишь экспериментально.

На воспламеняющую способность электрической искры влияет ряд факторов. Наиболее существенные из них – концентрация, температура и давление взрывоопасной смеси.

Предупреждение накопления зарядов статического электричества на проводящих объектах достигается заземлением оборудования. При этом сопротивление заземляющих устройств не должно превышать 100 Ом.

Для предотвращения накопления зарядов статического электричества на диэлектриках применяют индукционные, высоковольтные и радиоизотопные нейтрализаторы.

2. Экспериментальная часть

2.1. Описание лабораторной установки и измерительной техники

Лабораторная установка для исследования процесса образования и накопления зарядов статического электричества выполнена из органического стекла и работает по замкнутому циклу движения твердой фазы (рис. 11.2). В качестве транспортируемого материала используется гранулированный полипропилен или другой диэлектрический материал.

Рис. 11.2. Схема лабораторной установки:

1 – бункер; 2 – циклон; 3 – трубопровод; 4 – шибер; 5 – ротаметр;

6 – воздуходувка

Частицы транспортируемого материала захватываются потоком воздуха и по трубопроводу 3 подаются в циклон 2, где происходит отделение их от воздушного потока. Ударяясь о стенки трубопровода и циклона, частицы материала приобретают электрический заряд и, ссыпаясь в бункер 1, передают его металлической футеровке бункера.

Измеритель электрических зарядов ПК2-3А (рис. 11.3) предназначен для измерения потенциала поверхностной плотности и определения знака заряда.

Рис. 11.3. Измеритель электрических зарядов:

1 – стрелочный прибор; 2 – кнопка; 3 – курок; 4 – регулятор; а – насадка № 3; b – насадка № 2; с – насадка № 1; d – насадка № 4

Пределы измерения потенциала – от 0 до 50 кВ с поддиапазонами: 0 – 1,0 кВ; 10 – 50 кВ. Пределы измерения плотности заряда – от 0 до 20 мкКл/м. Прибор имеет две сменные насадки и два дополнительных диска с комбинированными отверстиями для расширения пределов измерения потенциала. Насадки и диски применяются в соответствии с нижеприведенной таблицей.

Назначение и номер насадки	Пределы измерения потенциала, кВ	Пределы измерения плотности заряда
№ 1 ´ 0,1 (с)	0 – 1	-
№ 2 (диск) ´ 1 (в)	0 – 10	-
№ 3 (диск) ´ 5 (а)	0 – 59	-
№4 ´ 2 (d)	-	0 – 20 мкКл/м

При измерении поверхностной плотности заряда необходимо выполнить следующие действия.

1. На переднюю цилиндрическую часть прибора (рис. 11.3) надеть насадку d (№ 4), предназначенную для измерения плотности заряда.

2. Включить питание прибора нажатием курка 3. Нажать кнопку 2 и установить стрелку на нуль посредством регулятора 4. Отпустить кнопку. При этом стрелка прибора должна остаться в середине шкалы на нуле. Если в момент отпускания кнопки 2 стрелка отойдет от нуля, необходимо операцию установки нуля повторить.

3. Прибор с насадкой поднести к заряженной поверхности так, чтобы насадка касалась заряженной поверхности.

Для измерения потенциала заряженной поверхности необходимо на переднюю цилиндрическую часть прибора (рис. 11.3) надеть насадку с (№ 1). При этом шкала прибора соответствует 1 кВ, и поэтому показания прибора должны быть умножены на 0,1.

Установить нуль (аналогично п.2).

Прибор с насадкой № 1 поднести к заряженной поверхности до соприкосновения с ней. Если стрелка прибора зашкаливает, необходимо расширить пределы измерения прибора. Для этого устанавливают диск b (№ 2) или а (№ 3) в насадку с (№ 1). При этом цифровые показания шкалы прибора умножаются на 1 с диском в и на 5 – с диском а.

Определение знака электростатических зарядов производится по отклонению стрелки прибора от середины шкалы (нуля): вправо "+", влево "-".

2.2. Порядок выполнения работы

2.2.1. Исследование процесса образования электростатических

зарядов

1. Включить установку в электрическую сеть, подачу напряжения контролировать по индикаторной лампочке.

2. Установить скорость воздушного потока в трубопроводе, равную скорости витания транспортируемого материала (расход воздуха – около 5000 л/мин – контролируется по показаниям ротаметра). Скорость воздушного потока регулируется изменением напряжения, подаваемого на электродвигатель воздуходувки.

3. Приоткрыть шибер трубопровода подачи материала из бункера установки.

4. Произвести измерение поверхностной плотности зарядов, потенциалов и знака заряда на поверхности бункера.

5. Увеличить скорость воздуха и количество транспортируемого материала, установив расход воздуха соответственно 600, 700 л/мин и приоткрыв шибер. Произвести аналогичные измерения. Результаты измерений занести в табл. 11.3.

Таблица 11.3

Поверхностная плотность зарядов, потенциалов и знак заряда на поверхности бункера

Расход воздуха, л/мин	Знак заряда	Плотность зарядов, мкКл/м	Потенциал, кВ
500 600 700

6. Построить графики зависимости поверхностной плотности заряда и величин потенциала от скорости воздуха и количества транспортируемого материала. Сделать соответствующие выводы.

7. Отключить установку.

2.2.2. Оценка опасности искровых разрядов с заряженных

поверхностей материалов, оборудования

Приняв емкость разрядной цепи (бункер) Сраз = 0,5×10-12Ф, рассчитать энергию разряда статического электричества Wраз для каждого измеренного значения потенциала по формуле

Wраз = 0,5×СразU,

где U – максимальное значение потенциала при определенном расходе воздуха, В.

Из табл. 11.1, 11.2 определить вещества, взрывоопасные смеси которых с воздухом могут воспламениться от данных разрядов статического электричества.

В отчете привести конкретные выводы об опасности статического электричества.

3. Контрольные вопросы

1. В чем состоит опасность разряда статического электричества?

2. Какие величины можно измерить с помощью прибора ПК2-3А?

3. Единицы измерения поверхностной плотности заряда и энергии разряда статического электричества.

4. Причина образования статического электричества. По какой формуле можно определить энергию разряда статического электричества?

5. От чего зависит величина заряда на поверхности материала?

6. В чем заключается опасность разряда статического электричества? Основные пути его нейтрализации.

7. Какие материалы наиболее подвержены электризации?

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 12.1.018-79 ССБТ. Статическое электричество. Искробезопасность. Общие требования. –М.: Изд-во стандартов, 1980.

2. Черкасов взрывоопасных сооружений от молнии и статического электричества. –М., 1973.

3. Методическое руководство к лабораторным работам по охране труда/Под ред. . –М., 1973.

4. Прибор для измерения электрических зарядов ПК2-3А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. –Л., 1982.

Тесты для проверки знаний:

1. Действие тока на организм человека, пороги ощущения (указать неверный ответ):

а) ощутимый ток;

б) производственный ток;

в) неотпускающий ток;

г) фибрилляционный ток (смертельный).

2. По опасности поражения электрическим током помещения с особой сыростью (100%) относятся (согласно ПУЭ) к помещениям (указать правильные ответы):