Opasnost od požara i eksplozije
description
Transcript of Opasnost od požara i eksplozije
Opasnost od požara i eksplozije
zapaljivesmjese
zapaljivesmjese
eksplozivnesmjese
zapaljiveatmosfere
ekslpozivneatmosfere
zapaljiveatmosfere
PROTUEKSPLOZIJSKA ZAŠTITA ELEKTRIČNIH UREĐAJA
protueksplozijska izvedba omogućuje korištenje električnih uređaja u eksplozivnoj atmosferi
u rudnicima zapaljivi plin (pretežno metan) i ugljena prašina
eksplozija metana uzvitlavanje ugljene prašine eksplozija ugljene prašine
zapaljivi medij + zrak (kisik) u stanovitom omjeru = ekspozivna atmosfera
u naftnom rudarstvu zapaljivi plinovi, i pare zapaljivih tekućina
I. podzemni rudnici
II. sva ostala mjesta (industrija)
u rudnicima -
zemni plin (metan),
vlaga,
direktni kontakt s uređajima
mehanička oštećenja,
ugljena prašina,
na ostalim mjestima -
plinovi - svi osim inertnih
vlaga
kontakt s uređajima
mehanička oštećenja
prašine - metalne, ugljene, brašna, puderi, plastičnih materijala, …..
pare - zapaljivih tekućina
kostrukcijski propisi i standardi
instalacijski propisi
propisi za održavanje
za opremu postoje, na državnoj i međunarodnoj razini
područja PEX zaštite
Zapaljive i eksplozivne atmosfere
zapaljive - gorivi medij + zrak (kisik) eksplozivne - (gorivi medij + zrak) u stanovitom omjeru
Eksplozivne atmosfere
agregatna stanja zapaljivog medija - plin, para, prašina
određeni volumenski omjeri (koncentracija)tlak
temperatura
eksplozivna atmosfera samo ako
eksplozija samo ako
postoji eksplozivna atmosferadostatna temperatura uzročnika (nužno)
dostatna energija uzročnika
BUKTANJE - trenutno izgaranje na
rubnim granicama eksplozivnosti
EKSPLOZIJA - trenutno izgaranje
unutar granica eksplozivnosti
lančanom reakcijom gorenja
DETONACIJA - trenutno izgaranje uz veliko
povećanje tlaka i koncentracije medija
EKSPLOZIJA POD ATMOSFERSKIM UVJETIMA
temperatura : - 25 do + 60 °C tlak: oko 1013 hPa
izgaranje gorivog ostatkalančanom reakcijom
paljenje
razvojlančanereakcijegorenja
pojavauzročnikapaljenja
indukciono vrijeme(karakterizira početakprocesa eksplozije)
vremenski tok procesa eksplozije
temperaturu od min. temperature paljenja smjese(prijeko potreban uvijet)
energiju >od min. energije paljenja smjese
uzročnik inicijalnog paljenja
za paljenje eksplozije uzročnik mora imati toplinsku energiju dostatnu zaodržavanje potrebnog toplinskog intenziteta duže od indukcionog vremena
eksplozivna smjesa
Eksplozivne atmosfere zraka i plina
do eksplozije dolazi samo ako je Eu> EpminTu od Tp
Tu - temperatura uzročnika paljenja Tp - temperatura paljenja atmosfereEu - energija uzročnika paljenjaEp - minimalna energija paljenja atmosfere
apsolutnanula
krutina tekućina para plin
taljen jeskrutn javanje
T kr T talj Tpl T v T p
plam ište ključanje paljen je
temperature i agregatna stanja zapaljive materije
područjeeksplozivnosti područje eksplozivnosti
-
gge
dge
1:15
tlakpovećava razmak imeđu dge i gge
(izrazito povisuju gge)
temperaturapovaćava razmak između dge i gge
(izrazitije povisuju gge)
Eksplozivne atmosfere para zapaljivih tekućina
tekućine --20 do +40C0,85 do 1,1 bar
mediji u tekućem stanju unutar
za T od Tpl nema isparavanja nema ekspozivne atmosfere
za T ili = Tpl isparavanje (ovisno o parcialnom tlaku) ekspozivna atmosfera
ko
nc
en
tra
cij
a p
ar e
(p
rop
an
)
< 38
38 - 55
> 55
VDE
pri normalnim atmosferskim prilikama isparavaju mogu stvoriti ekspl. atmos. (EA)
samo zagrijane tekućina na temperaturu izmad Tpl isparavaju stvaraju EA
pri normalnim atmosferskim prilikama ne isparavaju izuzetno stvaraju EA
Eksplozivne atmosfere uzvitlane prašine i zraka
uzvitlane zapaljive prašine - kao pare zapaljivih tekućina
latentna opasnost nataložena prašina - tinjanje (temperatura tinjanja) uzvitlavanje prašine ....
tri grupe prašina: metalne, organskog porijekla i ugljeneT (°C)E (J)
paljenje tinjanjem pri temperaturi
T od Tti
Tti - temperatura tinjanja
Tti - temperatura zagrijanevodoravne površine prikojoj nastaje samoza-paljenje 5 mm nataloženogsloja prašine
Fizikalna svojstva eksplozije
Uvjeti nastanka eksplozije
ako jedt
dq
dt
dq 21 moguć lančani proces eksplozija
ako jedt
dq
dt
dq 21 nema lančanog procesa nema eksplozije
To
eksplozivnasmjesa
temperatureuzročnikpaljenja
Q u
Tu
temperatura
v
energija
brzina kretanjauzročnika(molekule)
utječe na dq2/dt
d q 1 dq2
brzina predajetoplinske energijeuzročnika paljenja
eksplozivnoj atmosferizagrijavanje
brzina odvođenjatoplinske energije
eksplozivnomatmosferom
hlađenje
ulančavanje prigušenjeulančavanja
temperatura uzročnika
brzina predaje toplineovisi o E (aktivirajućojkinetičkoj energiji)
T1
pri istoj temperaturi brzina > za < aktivirajućukinetičku energiju
oTTkdt
dq 2
2
brzina odvođenja topline (smjesom)
k2 - konstanta (karakterizira odvođenje topline smjesom)T - temperatura uzročnikaTo - temperatura eksplozivne smjese temperatura
smjese
sporije odvođenjelakše paljenje
bržeodvođenjetežepaljenje
određuje intenzitetodvođenja
mogućnost pojave inicijalnog paljenja
temperaturesmjesa (okoline) TO
karakte
ristik
e
odvođenja
toplin
e smjesom
karakteristika predajetopline smjesi
nema paljenja
granične temperatureuzročnika TU
TOI - paljenje za TU < TA i TU > TC
TOIII - na paljenje ne utjeće odvođenje topline (visoka temperatura smjese) - paljenje uvjek uz
dt
dq
dt
dq 21
TOII - paljenje uvjek osim možda ne za TU = TB
Toplina oslobođena eksplozijom
heksana i zraka 2C6H14 + 1902 = 12C02 +14H20 +12.259,8 kJ/mol
metana i zraka CH4 + 202 = CO2 + 2H20 + 800,9 kJ/mol
plin + O2 (EKSPLOZIJA) = spoj s kisikom + ostatak + toplina
qst - oslobođena toplina stehiometrijskom smjesom Yd - % (vol) donje granice eksplozivnosti Ys - % (vol) stehiometrijske smjese
za stehiometrijske smjeseqst
st
dstd Y
Yqq
za donju granicu eksplozivnosti
st
dstg Y
Yqq
100
100
za gornju granicu eksplozivnosti
Temperatura eksplozije
prirasttemperaturezbog utrošenetopline
temperature 1500 do 2500 °C
Tlak eksplozije
za eksploziju uzatvorenomprostoru vrijedi s
e
s
e
T
T
p
p
psV = RTs za smjesu prije eksplozije
peV = RTe za eksplodiranu smjesu
uz promijenu volumena (dilacija)e
s
V
V
s
ese T
Tpp imamo
22
273273422
ssesv
nne
T
k
Tc
q.p
2
1
sne
Tfp
nadtlak eksplozije
esvc - srednja specifična toplina uz stalan V za raspon temperatura od Ts do Te
nq - toplina utrošena na povišenje temperature od Ts do Te
posebnograđeni iispitaniuređaji
standardnoPEX građeniuređaji
- 25°C
za stehiometrijske smjese
za nestehiometrijske smjese
iixi
stesv
xstne kYk
Yc
Yq.p
07650
za Yx < Ys
za Yx > Ys
iixi
st
xesv
stne kYk
Y
Y
c
q.p
1
107650
k-ovi ovisni okoncentraciji obzirom na
stehiometrijsku smjesu
vremenska promjenatlaka eksplozije
t
p
oblik i volumen prostora( pojava rezonancije)
titranje uvjetuje dt
dp( )- brizanca
1,5 od 2 ps
Povećani tlak eksplozije (pretkompresija)
tlak povećava gustoću smjese
ps - poćetni tlak smjese (mbar) 1 - referentna temperatura (20 °C)2 - temperatura smjese °C p’e - tlak eksplozije bez povećanja gustoče pe - tlak eksplozije uz povećanu gustoču
ee 'pgp
ee 'pkp
se p'k'p
0
1
273
273
1013.1
sp
g
s1pk'
11 se p'kp
112 ses p'kpp
122 sse p'k''kp''kp
Brzina porasta tlaka (brizanca)
s/Nmdt
dpV
kB
1
104 esv
e
sp
c
ck uz kW
dt
dpV
kB
1
100ili
k - omjer srednje specifične topline kod p i V konst. u rasponu temperature Ts i Te