Взрывы пылевоздушных смесей

При нарушении герметичности технологических аппаратов пыль выбрасывается в помещение, где вместе с накопившейся пылью сме­шивается с воздухом, образуя пылевоздушную смесь (ПВС), способ­ную гореть. Искровой разряд приводит к взрывному горению смеси.

В отличие от газовых смесей образование взрывоопасного облака пыли в помещении может происходить в процессе самого горения. Взрыву в большинстве случаев предшествуют локальные микровзрывы (хлопки) в оборудовании, резервуарах и воспламенение в отдель­ных участках здания, что вызывает встряхивание пыли, осевшей на полу, стенах и других строительных конструкциях и оборудовании. Это приводит к образованию взрывоопасных концентраций пыли во всем объеме помещения, взрыв которой вызывает сильные разрушения.

Взрывное горение может происходить по одному из двух режи­мов: дефлаграционному или детонационному.

При оперативном прогнозировании последствий принимают, что процесс развивается в детонационном режиме.

Зону детонационной волны, ограниченную радиусом r ₀, можно определить по формуле (2.4), в которой энергия взрыва определя­ется из выражения:

, кДж.

(2.8)

где Q - удельная теплота сгорания вещества, образовавшего пыль, кДж/кг (табл.2.3);

m - расчетная масса пыли, кг.

При оперативном прогнозировании расчетная масса пыли оп­ределяется из условия, что свободный объем помещения будет пол­ностью заполнен взвешенным дисперсным продуктом, образуя при этом пылевоздушную смесь стехиометрической концентрации:

, кг,

(2.9)

где V ₀ - свободный объем помещения, (V ₀=0, 8 V _п), м³;

С - стехиометрическая концентрация пыли, г/ м³,

,

(2.10)

где φ _нкпр - нижний концентрационный предел распространения пламе­ни - это минимальное содержание пыли в смеси с воздухом, при ко­тором возможно возгорание.

Значение φ _нкпр для различных веществ находится в пределах:

- неорганических веществ (сера, фосфор) φ _нкпр ⁼ 2 - 30 г/м³;

- пластмасс φ _нкпр = 20 - 100 г/м³;

- пестицидов и красителей φ _нкпр = 30 - 300 г/ м³;

- шерсти φ _нкпр =100 - 200г/ м³.

Значения характеристик некоторых аэрозолей приведены в табл.2.3.

Таблица 2.3