iskrový výboj
iskrový výboj(elektrická iskra) - nestacionárna forma elektrického výboja vyskytujúceho sa v plynoch. K takémuto výboju zvyčajne dochádza pri tlakoch rádovo atmosférických a je sprevádzané charakteristickým zvukovým efektom – „prasknutím“ iskry. Teplota v hlavnom kanáli iskrového výboja môže dosiahnuť 10 000. V prírode sa iskrové výboje často vyskytujú vo forme blesku. Vzdialenosť "prepichnutá" iskrou vo vzduchu závisí od napätia a považuje sa za 10 kV na 1 centimeter.
Podmienky
Iskrový výboj zvyčajne nastáva, ak zdroj energie nie je dostatočne silný na udržanie stacionárneho oblúka alebo žeravého výboja. V tomto prípade súčasne s prudkým zvýšením výbojového prúdu klesne napätie vo výbojovej medzere na veľmi krátky čas (od niekoľkých mikrosekúnd až po niekoľko stoviek mikrosekúnd) pod napätie zhasnutia iskrového výboja, čo vedie k ukončenie vypúšťania. Potom sa potenciálny rozdiel medzi elektródami opäť zvýši, dosiahne zapaľovacie napätie a proces sa opakuje. V iných prípadoch, keď je výkon zdroja energie dostatočne veľký, je tiež pozorovaný celý súbor javov charakteristických pre tento výboj, ale ide len o prechodný proces vedúci k vzniku výboja iného typu - najčastejšie oblúkového . Ak prúdový zdroj nie je schopný dlhodobo udržiavať samostatný elektrický výboj, potom sa pozoruje forma samovybíjania, nazývaná iskrový výboj.
Príroda
Iskrový výboj je lúč jasných, rýchlo miznúcich alebo navzájom nahrádzajúcich vláknité, často silne rozvetvené pásiky - iskrové kanály. Tieto kanály sú naplnené plazmou, ktorá v silnom iskrovom výboji obsahuje nielen ióny zdrojového plynu, ale aj ióny elektródovej látky, ktorá sa pôsobením výboja intenzívne odparuje. Mechanizmus tvorby iskrových kanálov (a následne aj vzniku iskrového výboja) je vysvetlený streamerovou teóriou elektrického rozpadu plynov. Podľa tejto teórie z elektrónových lavín vznikajúcich v elektrickom poli výbojovej medzery vznikajú za určitých podmienok streamery – slabo žiariace tenké rozvetvené kanály, ktoré obsahujú atómy ionizovaného plynu a odštiepujú sa z nich voľné elektróny. Spomedzi nich možno vyčleniť tzv. vedúci - slabo svietiaci výboj, "dláždiaci" cestu hlavnému výboju. Pohybuje sa z jednej elektródy na druhú, pokrýva výbojovú medzeru a spája elektródy s kontinuálnym vodivým kanálom. Potom v opačnom smere pozdĺž položenej cesty prechádza hlavný výboj sprevádzaný prudkým zvýšením sily prúdu a množstva energie uvoľnenej v nich. Každý kanál sa rýchlo rozširuje, čo vedie k rázovej vlne na jeho hraniciach. Kombinácia rázových vĺn z rozširujúcich sa kanálov iskier generuje zvuk, ktorý je vnímaný ako "prasknutie" iskry (v prípade blesku - hromu).
Zapaľovacie napätie iskrového výboja je zvyčajne dosť vysoké. Sila elektrického poľa v iskre klesne z niekoľkých desiatok kilovoltov na centimeter (kv/cm) v momente prerušenia na ~100 voltov na centimeter (v/cm) po niekoľkých mikrosekundách. Maximálny prúd pri silnom iskrovom výboji môže dosiahnuť hodnoty rádovo niekoľko stoviek tisíc ampérov.
Špeciálny druh iskrového výboja - kĺzavý výboj iskry vznikajúce pozdĺž rozhrania medzi plynom a pevným dielektrikom umiestneným medzi elektródami za predpokladu, že intenzita poľa prevyšuje prieraznú silu vzduchu. Oblasti kĺzavého iskrového výboja, v ktorých prevládajú náboje jedného znamienka, indukujú na povrchu dielektrika náboje iného znamienka, v dôsledku čoho sa iskrové kanály plazia po povrchu dielektrika a vytvárajú takzvané Lichtenbergove obrazce. . Procesy podobné tým, ktoré sa vyskytujú počas iskrového výboja, sú charakteristické aj pre kefový výboj, ktorý je prechodným štádiom medzi korónovým a iskrovým výbojom.
Správanie sa iskrového výboja je veľmi dobre vidieť na spomalenom snímaní výbojov (Fpulz = 500 Hz, U = 400 kV) získaných z Teslovho transformátora. Priemerný prúd a trvanie impulzov nie sú dostatočné na zapálenie oblúka, ale sú celkom vhodné na vytvorenie jasného iskrového kanála.
Poznámky
Zdroje
- A. A. Vorobyov, Technika vysokého napätia. - Moskva-Leningrad, GosEnergoIzdat, 1945.
- Fyzická encyklopédia, v.2 - M.: Veľká ruská encyklopédia str.218.
- Reiser Yu.P. Fyzika výboja plynu. - 2. vyd. - M .: Nauka, 1992. - 536 s. - ISBN 5-02014615-3
pozri tiež
Nadácia Wikimedia. 2010.
Pozrite sa, čo je „Spark Discharge“ v iných slovníkoch:
- (iskra), nestabilný elektrický. výboj, ku ktorému dochádza, keď bezprostredne po prerušení výbojovej medzery napätie na nej klesne na veľmi krátky čas (od niekoľkých zlomkov mikrosekúnd až po stovky mikrosekúnd) pod hodnotu napätia ... ... Fyzická encyklopédia
iskrový výboj- Elektrický impulzný výboj vo forme svetelného vlákna, vyskytujúci sa pri vysokom tlaku plynu a charakterizovaný vysokou intenzitou spektrálnych čiar ionizovaných atómov alebo molekúl. [GOST 13820 77] iskrový výboj Úplné vybitie za ... ... Technická príručka prekladateľa
- (elektrická iskra) nestacionárny elektrický výboj v plyne, ktorý vzniká v elektrickom poli pri tlaku plynu až niekoľkých atmosfér. Vyznačuje sa vinutým rozvetveným tvarom a rýchlym vývojom (asi 10 7 s). Teplota v hlavnom kanáli... Veľký encyklopedický slovník
Kibirkštinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. výboj iskra vok. Funkenentladung, f; Funkentladung, fr rus. iskrový výboj, m pranc. décharge par étincelles, f … Fizikos terminų žodynas
Iskra, jedna z foriem elektrického výboja v plynoch; sa zvyčajne vyskytuje pri tlakoch rádovo atmosférického tlaku a je sprevádzaný charakteristickým zvukovým efektom „prasknutia“ iskry. V prírodných podmienkach je I. p. najčastejšie pozorované vo forme blesku ... ... Veľká sovietska encyklopédia
Elektrická iskra, nestacionárny elektrický výboj v plyne, ktorý sa vyskytuje v elektrike. poľa pri tlaku plynu až niekoľko. stovky kPa. Vyznačuje sa kľukatým rozvetveným tvarom a rýchlym vývojom (asi 10 7 s), sprevádzaný charakteristickým zvukom ... ... Veľký encyklopedický polytechnický slovník
- (elektrická iskra), nestacionárne el. výboj v plyne, ktorý sa vyskytuje v elektr poľa pri tlaku plynu až niekoľko. bankomat Vyznačuje sa vinutým rozvetveným tvarom a rýchlym vývojom (cca 10 7s). Tempo pa v ch. kanál I. r. dosahuje 10 000 K ... Prírodná veda. encyklopedický slovník
Vo výrobných podmienkach môžu byť zdroje vznietenia veľmi rôznorodé tak povahou ich vzhľadu, ako aj parametrami.
Medzi možné zdroje vznietenia vyčleňujeme otvorený oheň a žeravé produkty horenia; tepelný prejav mechanickej energie; tepelný, prejav elektrickej energie; tepelný prejav chemických reakcií.
Otvorený oheň a horúce produkty spaľovania. Požiare a výbuchy často vznikajú z neustále fungujúcich alebo náhle sa objavujúcich zdrojov otvoreného ohňa a produktov, ktoré sprevádzajú proces horenia – iskry, horúce plyny.
Otvorený oheň môže zapáliť takmer všetky horľavé látky, pretože teplota pri spaľovaní plameňa je veľmi vysoká (od 700 do 1500 ° C); v tomto prípade sa uvoľňuje veľké množstvo tepla a spaľovací proces je spravidla dlhý. Zdroje požiaru môžu byť rôzne - technologické vykurovacie pece, požiarne reaktory, regenerátory so spaľovaním organických látok z nehorľavých katalyzátorov, pece a zariadenia na spaľovanie a likvidáciu odpadu, horiace zariadenia na horiace bočné a pridružené plyny, fajčenie, používanie horákov na vykurovanie potrubia a pod.e Hlavným opatrením protipožiarnej ochrany proti stacionárnym zdrojom otvoreného ohňa je ich izolácia od horľavých pár a plynov v prípade nehôd a poškodení. Preto je lepšie umiestniť protipožiarne zariadenia do otvorených priestorov s určitou požiarnou medzerou od susedných zariadení alebo ich izolovať oddelene v uzavretých priestoroch.
Vonkajšie rúrkové vypaľovacie pece sú vybavené zariadením, ktoré umožňuje v prípade nehôd okolo nich vytvoriť parnú clonu a v prítomnosti susedných zariadení so skvapalnenými plynmi (napríklad zariadenia na frakcionáciu plynu) sú pece od nich oddelené. prázdnou stenou vysokou 2-3 m a na ňu je položená perforovaná rúra, aby sa vytvorili parné závoje. Pre bezpečné zapaľovanie pecí sa používajú elektrické zapaľovače alebo špeciálne plynové zapaľovače. Pomerne často dochádza k požiarom a výbuchom pri výrobe horúcich (napríklad zváranie) opráv v dôsledku nepripravenosti zariadenia (ako je uvedené vyššie) a miest, kde sa nachádzajú. Požiarne opravy, okrem
prítomnosť otvoreného plameňa, sprevádzaná expanziou
zo strany a padajúce na spodné plochy zahriatych kovových častíc, kde môžu vznietiť horľavé materiály. Preto sa okrem vhodnej prípravy prístrojov na opravu pripravuje aj okolitá lokalita. V okruhu 10 m sú odstránené všetky horľavé materiály a prach, horľavé konštrukcie sú chránené clonami a sú prijaté opatrenia na zabránenie prenikaniu iskier na podkladové podlahy. Prevažná väčšina prác za tepla sa vykonáva pomocou špeciálne vybavených stacionárnych miest alebo dielní.
Na výrobu horúcej práce v každom jednotlivom prípade sa získa osobitné povolenie od správy a sankcia od hasičského zboru.
V prípade potreby sa vypracujú dodatočné bezpečnostné opatrenia. Miesta horúcich prác sú pred a po ukončení prác kontrolované špecialistami HZS. V prípade potreby je v čase prác inštalovaná požiarna zbrojnica s príslušným požiarnym vybavením.
Na fajčenie na území podniku a v dielňach sú vybavené špeciálne miestnosti alebo sú pridelené vhodné priestory; Na rozmrazovanie zamrznutého potrubia sa používajú teplovodné, parné alebo indukčné ohrievače.
Iskry sú rozžeravené pevné častice neúplne spáleného paliva. Teplota takýchto iskier sa najčastejšie pohybuje v rozmedzí 700 - 900 ° C. Keď sa iskra dostane do vzduchu, horí pomerne pomaly, pretože na jej povrchu sa čiastočne adsorbuje oxid uhličitý a iné produkty spaľovania.
Zníženie nebezpečenstva požiaru spôsobeného pôsobením iskier sa dosiahne odstránením príčin iskrenia, a ak je to potrebné, zachytením alebo uhasením iskier.
Zachytenie a zhasnutie iskier pri prevádzke pecí a spaľovacích motorov sa dosahuje použitím lapačov iskier a lapačov iskier. Konštrukcie lapačov iskier sú veľmi rôznorodé. Zariadenia na zachytávanie a hasenie iskier sú založené na využití gravitácie (zrážacie komory), zotrvačnej sily (komory s prepážkami, trysky, siete, žalúziové zariadenia), odstredivej sily (cyklón
kolektory, turbína-vír), elektrické príťažlivé sily (elektrické filtre), chladenie spalín vodou (vodné clony, zachytávanie vodnou hladinou), chladenie a riedenie plynov vodnou parou a pod.
/ - ohnisko; 2 - usadzovacia komora; 3 - cyklónový lapač iskier; 4 - prídavná tryska 
niekoľko systémov na hasenie iskier v sérii, ako je znázornené na obr. 3.7.
Tepelný prejav mechanickej energie. K premene mechanickej energie na teplo, ktorá je z hľadiska požiaru nebezpečná, dochádza pri nárazoch pevných telies za vzniku iskier, trení telies pri vzájomnom pohybe voči sebe, adiabatickej kompresii plynov a pod.
Iskry nárazu a trenia vznikajú pri dostatočne silnom náraze alebo intenzívnom odieraní kovov a iných pevných látok. Vysoká teplota trecích iskier je určená nielen kvalitou kovu, ale aj jeho oxidáciou vzdušným kyslíkom. Teplota iskry nelegovaných mäkkých ocelí niekedy prekračuje
1500° C. Zmena teploty nárazových a trecích iskier v závislosti od materiálu kolidujúcich telies a pôsobiacej sily je znázornená v grafe na obr. 3.8. Napriek vysokej teplote majú nárazové a trecie iskry malé množstvo tepla z dôvodu nevýznamnosti ich hmotnosti. Potvrdili to početné experimenty 
Ryža. 3.8. Závislosť teploty nárazových a trecích iskier od tlaku narážajúcich telies
Najcitlivejšie na iskry nárazu a trenia sú acetylén, etylén, sírouhlík, oxid uhoľnatý, vodík. Látky, ktoré majú dlhú indukčnú periódu a vyžadujú značné množstvo tepla na zapálenie (metán, zemný plyn, čpavok, aerosóly atď.), sa nezapália nárazovými a trecími iskrami.
Iskry dopadajúce na usadený prach a vláknité materiály vytvárajú tlejúce vrecká, ktoré môžu spôsobiť požiar alebo výbuch. Iskry vznikajúce pri dopadoch hliníkových predmetov na zoxidovaný povrch oceľových dielov majú veľkú zápalnú schopnosť. Prevencia výbuchov a požiarov spôsobených nárazmi a iskrami z trenia sa dosahuje používaním neiskrivého náradia na každodenné použitie a pri núdzových prácach vo výbušných dielňach; mág-
separátory nití a lapače kameňa na linkách dodávania surovín do rázových strojov, mlynov atď. prístrojov; výroba častí strojov, ktoré sa môžu navzájom zrážať, z neiskrivých kovov alebo striktným prispôsobením medzery medzi nimi.
Za neiskrivé sa považujú nástroje z fosforového bronzu, medi, zliatin hliníka AKM-5-2 a D-16, legovaných ocelí s obsahom 6-8 % kremíka a 2-5 % titánu atď.. Neodporúča sa používať pomedený nástroj. Vo všetkých prípadoch, ak je to možné, by sa nárazové operácie mali nahradiť operáciami bez nárazu*. Pri použití oceľového rázového náradia vo výbušnom prostredí je pracovisko silne vetrané, narážacie plochy náradia sú mazané mazivom.
Ohrievanie telies od trenia pri vzájomnom pohybe závisí od stavu povrchov trecích telies, kvality ich mazania, tlaku telies na seba a podmienok odvodu tepla do okolia.
V normálnom stave a správnej činnosti trecích párov sa prebytočné teplo odvádza do okolia včas, čím sa zabezpečí udržanie teploty na danej úrovni, t.j. ak Qtp = QnoT, potom /práca = Konšt. Porušenie tejto rovnosti povedie k zvýšeniu teploty trecích telies. Z tohto dôvodu dochádza k nebezpečnému prehrievaniu v ložiskách strojov a prístrojov, pri preklzávaní dopravných pásov a hnacích remeňov, pri navíjaní vláknitých materiálov na rotujúce hriadele, pri obrábaní tuhých horľavých látok a pod.
Aby sa znížila možnosť prehriatia, pre vysokorýchlostné a silne zaťažované hriadele sa namiesto klzných ložísk používajú valivé ložiská.
Veľký význam má systematické mazanie ložísk (najmä klzných). Na bežné mazanie ložísk použite typ oleja, ktorý je prijatý s ohľadom na zaťaženie a počet otáčok hriadeľa. Ak prirodzené chladenie nestačí na odstránenie prebytočného tepla, zabezpečte nútené chladenie ložiska tečúcou vodou alebo cirkulujúcim olejom, zabezpečte reguláciu teploty
ložiská a kvapalinu používanú na ich chladenie. Stav ložísk sa systematicky monitoruje, čistí sa od prachu a nečistôt, predchádza sa preťaženiu, vibráciám, deformáciám a zahrievaniu nad stanovené teploty.
Nedovoľte „preťaženie dopravníkov, privretie pásu, uvoľnenie napnutia pásu, pás. Používajú sa zariadenia, ktoré automaticky signalizujú prácu preťaženia. Namiesto plochých remeňových prevodov sa používajú klinové remeňové prevody, ktoré prakticky vylučujú preklzávanie.
Medzery medzi čapmi hriadeľa a ložiskami, puzdrami, plášťami, štítmi a inými zariadeniami proti navíjaniu sa používajú na ochranu hriadeľov pred kontaktom s vláknitými materiálmi. V niektorých prípadoch sú nainštalované nože proti navíjaniu atď.
Ohrev horľavých plynov a vzduchu pri ich stláčaní v kompresoroch. Zvýšenie teploty plynu počas adiabatickej kompresie je určené rovnicou
kde Tll1 Tk - teplota plynu pred a po stlačení, °K; Pm Pk - počiatočný a konečný tlak, kg / cm2 \ k - adiabatický index, pre vzduch? = 1,41.
Teplota plynu vo valcoch kompresora pri normálnom kompresnom pomere nepresahuje 140-160 °C. Keďže konečná teplota plynu počas kompresie závisí od kompresného pomeru, ako aj od počiatočnej teploty plynu, aby sa predišlo nadmernému prehrievaniu počas kompresie na vysoké tlaky sa plyn stláča postupne vo viacstupňových kompresoroch a po každom stupni kompresie sa ochladzuje v medzistupňových chladičoch. Aby ste predišli poškodeniu kompresora, kontrolujte teplotu a tlak plynu.
Zvýšenie teploty pri stláčaní vzduchu často vedie k výbuchom kompresorov. Výbušné koncentrácie vznikajú v dôsledku vyparovania a rozkladu mazacieho oleja pri zvýšených teplotách. Zdrojom vznietenia sú miesta samovznietenia produktov rozkladu oleja usadené v potrubí prívodu vzduchu a prijímači. Zistilo sa, že pri každom zvýšení teploty o IO0C vo valcoch kompresora sa oxidačné procesy zrýchlia 2-3 krát. Prirodzene, výbuchy sa spravidla nevyskytujú vo valcoch kompresora, ale vo vzduchových potrubiach na výstupe a sú sprevádzané spaľovaním olejového kondenzátu a produktov rozkladu oleja, ktoré sa hromadia na vnútornom povrchu vzduchových potrubí. Aby sa predišlo výbuchom vzduchových kompresorov, okrem monitorovania teploty a tlaku vzduchu nastavujú a prísne dodržiavajú optimálne normy pre dodávku mazacieho oleja, systematicky čistia vzduchové kanály a prijímače od horľavých usadenín.
Tepelný prejav elektrickej energie. Tepelný účinok elektrického prúdu sa môže prejaviť vo forme elektrických iskier a oblúkov pri skrate; nadmerné prehrievanie motorov, strojov, kontaktov a jednotlivých úsekov elektrických sietí pri preťaženiach a prechodových odporoch; prehriatie v dôsledku prejavu vírivých prúdov indukcie a samoindukcie; s iskrovými výbojmi statickej elektriny a výbojmi atmosférickej elektriny.
Pri posudzovaní možnosti vzniku požiarov od elektrických zariadení je potrebné prihliadať na prítomnosť, stav a súlad existujúcej ochrany pred vplyvmi prostredia, skratmi, preťaženiami, prechodovými odpormi, výbojmi statickej a atmosférickej elektriny.
Tepelný prejav chemických reakcií. Chemické reakcie, ktoré prebiehajú s uvoľňovaním značného množstva tepla, zakrývajú možnosť požiaru alebo výbuchu, pretože je možné zahriať reagujúce alebo blízke horľavé látky na teplotu ich samovznietenia.
Podľa nebezpečenstva tepelných prejavov exotermických reakcií sa chemikálie delia do nasledujúcich skupín (bližšie v kapitole I).
a. Látky, ktoré sa vznietia pri kontakte so vzduchom, t. j. majúce teplotu samovznietenia nižšiu ako je teplota okolia (napríklad organohlinité zlúčeniny) alebo zahriate nad svoju teplotu samovznietenia.
b. Látky, ktoré sa na vzduchu samovoľne vznietia – rastlinné oleje a živočíšne tuky, uhlie a drevené uhlie, sulfidy železa, sadze, práškový hliník, zinok, titán, horčík, rašelina, odpadové nitroglyftalové laky atď.
Samovoľnému horeniu látok sa bráni zmenšením oxidačného povrchu, zlepšením podmienok pre odvod tepla do okolia, znížením počiatočnej teploty prostredia, použitím inhibítorov samovznietenia, izoláciou látok od kontaktu so vzduchom (skladovanie a spracovanie pod ochranou nehorľavých plynov, ochrana povrchu drvených látok tukovým filmom a pod.).
v. Látky, ktoré sa vznietia pri interakcii s vodou, sú alkalické kovy (Na, K, Li), karbid vápnika, nehasené vápno, prášok a hobliny horčíka, titánu, organohliníkové zlúčeniny (trietylhliník, triizobutylhliník, dietylhlinitý chlorid atď.). Mnohé z tejto skupiny látok pri interakcii s vodou vytvárajú horľavé plyny (vodík, acetylén), ktoré sa môžu počas reakcie vznietiť a niektoré z nich (napríklad organohlinité zlúčeniny) pri kontakte s vodou spôsobujú výbuch. Prirodzene, takéto látky sa skladujú a používajú a chránia priemyselnú, atmosférickú a pôdnu vodu pred kontaktom s nimi.
d) Látky, ktoré sa vznietia pri vzájomnom kontakte, sú hlavne okysličovadlá, schopné za určitých podmienok vznietiť horľavé látky. Interakčné reakcie oxidačných činidiel s horľavými látkami sú uľahčené drvením látok, zvýšenou teplotou a prítomnosťou iniciátorov procesu. V niektorých prípadoch majú reakcie charakter výbuchu. Oxidačné činidlá sa nesmú skladovať spolu s horľavými látkami, nesmie byť umožnený ich vzájomný kontakt, pokiaľ to nevyplýva z povahy technologického procesu.
e) Látky schopné rozložiť sa vznietením alebo výbuchom pri zahrievaní, náraze, stlačení atď. Patria sem výbušniny, ľadok, peroxidy, hydroperoxidy, acetylén, porofor ChKhZ-57 (kyselina azodinitril izomaslová) atď. Takéto látky chránia pred nebezpečnými teplotami a nebezpečnými mechanickými vplyvmi pri skladovaní a používaní.
Chemikálie vyššie uvedených skupín sa nesmú skladovať spoločne, ako aj spolu s inými horľavými látkami a materiálmi.
Elektrické iskry sú pomerne často príčinou požiarov. Sú schopné vznietiť nielen plyny, kvapaliny, prach, ale aj niektoré pevné látky. V technike sa ako zdroj vznietenia často používajú elektrické iskry. Mechanizmus zapálenia horľavých látok elektrickou iskrou je zložitejší ako zapálenie zahriatym telesom. Keď sa v objeme plynu medzi elektródami vytvorí iskra, molekuly sa excitujú a ionizujú, čo ovplyvňuje charakter priebehu chemických reakcií. Súčasne dochádza k intenzívnemu zvýšeniu teploty v objeme škrupiny. V tomto ohľade boli predložené dve teórie mechanizmu zapaľovania elektrickými iskrami: iónová a tepelná. V súčasnosti táto problematika ešte nie je dostatočne prebádaná. Štúdie ukazujú, že na mechanizme vznietenia elektrickými iskrami sa podieľajú elektrické aj tepelné faktory. Súčasne v niektorých podmienkach prevládajú elektrické podmienky a v iných prevládajú tepelné podmienky. Vzhľadom na to, že výsledky skúmania a závery z hľadiska iónovej teórie nie sú v rozpore s tepelnou teóriou, pri vysvetľovaní mechanizmu vznietenia od elektrických iskier sa zvyčajne pridržiava tepelnej teórie.
Iskrový výboj. Elektrická iskra nastane, ak elektrické pole v plyne dosiahne určitú špecifickú hodnotu Ek (kritická sila poľa alebo prierazná sila), ktorá závisí od druhu plynu a jeho stavu.
Odraz zvukového impulzu elektrickej iskry od rovnej steny. Fotografia bola urobená metódou tmavého poľa.| Prechod zvukového impulzu cez valcovú stenu s otvormi. Fotografia bola získaná metódou tmavého poľa. Elektrická iskra poskytuje extrémne krátky záblesk; rýchlosť svetla je nemerateľne väčšia ako rýchlosť zvuku, ktorej veľkosť si rozoberieme nižšie.
Elektrické iskry, ktoré sa môžu objaviť pri skrate v elektrických rozvodoch, pri elektrickom zváraní, pri iskrení elektrického zariadenia, pri výbojoch statickej elektriny. Veľkosti kovových kvapiek dosahujú 5 mm pri elektrickom zváraní a 3 mm pri skrate elektrického vedenia. Teplota kvapôčok kovu pri elektrickom zváraní je blízka bodu tavenia a kvapôčky kovu vznikajúce pri skrate elektrického vedenia sú vyššie ako bod tavenia, napríklad pri hliníku dosahuje 2500 C. Teplota kvapky na konci jej letu od zdroja tvorby k povrchu horľavej látky sa berie do výpočtov rovný S.
Elektrická iskra je najbežnejším tepelným impulzom zapaľovania. Iskra vzniká v momente uzavretia alebo otvorenia elektrického obvodu a má teplotu výrazne vyššiu ako je zápalná teplota mnohých horľavých látok.
Elektrická iskra medzi elektródami je získaná ako výsledok impulzných výbojov kondenzátora C, vytvorených elektrickým oscilačným obvodom. Ak je v momente vybíjania medzi nástrojom 1 a dielom 2 prítomná kvapalina (petrolej alebo olej), potom sa účinnosť spracovania zvyšuje v dôsledku skutočnosti, že kovové častice odtrhnuté z anódovej časti sa neusadzujú na nástroji.
Elektrická iskra sa môže zrodiť bez akýchkoľvek vodičov a sietí.
Charakteristika šírenia plameňa pri prechodnom iskrom zapaľovaní (Olsen et al.. / - vodík (úspešné zapálenie. 2 - propán (úspešné zapálenie. 3 - propán (porucha zapaľovania). Elektrická iskra je dvojakého druhu, a to vysokonapäťová a nízkonapäťová). Vysokonapäťová iskra vytvorená nejakým vysokonapäťovým generátorom prerazí iskrisko vopred určenej veľkosti. Nízkonapäťová iskra preskočí v mieste prerušenia elektrického obvodu, keď pri prerušení prúdu nastane samoindukcia.
Elektrické iskry sú zdrojom malého množstva energie, ale skúsenosti ukázali, že sa často môžu stať zdrojmi vznietenia. Za normálnych prevádzkových podmienok väčšina elektrických spotrebičov nevyžaruje iskry, ale iskry sú v určitých zariadeniach bežné.
Elektrická iskra má formu jasne žiariaceho tenkého kanála spájajúceho elektródy: kanál môže byť zakrivený a rozvetvený komplexným spôsobom. V iskriskom kanáli sa pohybuje lavína elektrónov, čo spôsobuje prudké zvýšenie teploty a tlaku, ako aj charakteristickú trhlinu. V iskrovom voltmetri sa guľôčkové elektródy spoja a meria sa vzdialenosť, pri ktorej preskočí iskra medzi guľôčkami. Blesk je obrovská elektrická iskra.
Schematický diagram generátora oblúka aktivovaného striedavým prúdom.| Schematický diagram generátora kondenzovanej iskry.
Elektrická iskra je výboj vytvorený veľkým potenciálovým rozdielom medzi elektródami. Elektródová látka vstupuje do iskrovej analytickej medzery v dôsledku explozívnych vymrštení - horákov z elektród. Iskrový výboj pri vysokej prúdovej hustote a vysokej teplote elektród sa môže zmeniť na vysokonapäťový oblúkový výboj.
Iskrový výboj. Elektrická iskra nastane, keď elektrické pole v plyne dosiahne určitú špecifickú hodnotu Ek (kritická sila poľa alebo prierazná sila), ktorá závisí od druhu plynu a jeho stavu.
Elektrická iskra rozkladá NH na ich základné prvky. Pri kontakte s katalyticky aktívnymi látkami sa čiastočne rozkladá už pri relatívne nízkom zahriatí. Za normálnych podmienok amoniak na vzduchu nehorí; existujú však zmesi amoniaku so vzduchom, ktoré sa pri zapálení vznietia. Vyhorí aj vtedy, ak sa zavedie do plynového plameňa horiaceho na vzduchu.
Elektrická iskra rozkladá GSHz na jeho základné prvky. Pri kontakte s katalyticky aktívnymi látkami sa čiastočne rozkladá už pri relatívne nízkom zahriatí. Za normálnych podmienok amoniak na vzduchu nehorí; existujú však zmesi amoniaku so vzduchom, ktoré sa pri zapálení vznietia. Vyhorí aj vtedy, ak sa zavedie do plynového plameňa horiaceho na vzduchu.
Elektrická iskra umožňuje úspešne vykonávať všetky druhy operácií - rezať kovy, robiť do nich otvory akéhokoľvek tvaru a veľkosti, brúsiť, nanášať povlak, meniť štruktúru povrchu... Zvlášť výhodné je opracovávať diely veľmi komplexná konfigurácia z kovokeramických tvrdých zliatin, karbidových kompozícií, magnetických materiálov, vysoko pevných žiaruvzdorných ocelí a zliatin a iných ťažko obrobiteľných materiálov.
Elektrická iskra, ktorá vzniká medzi kontaktmi pri prerušení obvodu, zhasne nielen zrýchlením prerušenia; toto je tiež uľahčené plynmi emitovanými vláknom, z ktorého sú vyrobené tesnenia 6, špeciálne uložené v rovnakej rovine s pohyblivým kontaktom.
Schematický diagram zapaľovacieho systému.| Schéma systému zapaľovania batérie. Elektrická iskra sa získa aplikáciou vysokonapäťového prúdového impulzu na elektródy zapaľovacej sviečky. Istič zabezpečuje otváranie kontaktov v súlade so sekvenciou cyklov a rozdeľovač 4 - napájanie vysokonapäťových impulzov v súlade s poradím činnosti valcov.
Inštalácia pre ultrazvukové čistenie sklenených častí s evakuáciou pracovnej komory. Elektrická iskra odstráni tenkú vrstvu skla z ošetreného povrchu. Pri fúkaní cez tento oblúk sa čiastočne ionizuje inertný plyn (argón) a molekuly znečistenia sa ničia pôsobením bombardovania iónmi.
Elektrické iskry môžu v niektorých prípadoch viesť k výbuchom a požiarom. Preto sa odporúča, aby tie časti inštalácií alebo strojov, na ktorých sa pozoruje hromadenie elektrostatických nábojov, boli špeciálne spojené kovovým drôtom so zemou, čím sa umožní voľný priechod elektrickým nábojom zo stroja do zeme.
Elektrická iskra pozostáva z rýchlo sa rozpadajúcich atómov vzduchu alebo iného izolantu, a preto je dobrým vodičom na veľmi krátky čas. Krátke trvanie iskrového výboja veľmi sťažilo dlhodobé štúdium a len relatívne nedávno bolo možné stanoviť hlavné zákony, ktorým sa riadi.
Iskrový výboj. Elektrická iskra nastane, ak elektrické pole v plyne dosiahne určitú špecifickú hodnotu Ek (kritická sila poľa alebo prierazná sila), ktorá závisí od druhu plynu a jeho stavu.
Obyčajná elektrická iskra, ktorá preskočila v generátorovom zariadení, spôsobila, ako vedec predpokladal, podobnú iskru v inom zariadení, izolovanom a niekoľko metrov od toho prvého. Tak bolo po prvý raz objavené predpovedané. Maxwell je voľné elektromagnetické pole schopné prenášať signály bez akýchkoľvek káblov.
Čoskoro elektrická iskra zapáli alkohol, fosfor a nakoniec strelný prach. Skúsenosti prechádzajú do rúk kúzelníkov, stávajú sa vrcholom cirkusových programov, všade vzbudzujúcich spaľujúci záujem o tajomného agenta – elektrinu.
Teploty plameňa rôznych zmesí plynov. Vysokonapäťová elektrická iskra je elektrický výboj vo vzduchu pri normálnom tlaku pri pôsobení vysokého napätia.
Elektrická iskra sa nazýva aj forma prechodu elektrického prúdu plynom pri vysokofrekvenčnom vybíjaní kondenzátora cez krátku výbojovú medzeru a obvod obsahujúci samoindukciu. V tomto prípade počas významnej časti polovičného cyklu vysokofrekvenčného prúdu je výboj oblúkový výboj so striedavým režimom.
Prechodom elektrických iskier cez atmosférický vzduch Cavendish zistil, že dusík sa oxiduje vzdušným kyslíkom na oxid dusnatý, ktorý sa môže premeniť na kyselinu dusičnú. V dôsledku toho sa Timiryazev rozhodol, že spaľovaním vzdušného dusíka možno získať dusičnanové soli, ktoré môžu ľahko nahradiť čílsky ľadok na poliach a zvýšiť úrodu prosa.
Prechodom elektrických iskier cez atmosférický vzduch Cavendish zistil, že dusík sa oxiduje vzdušným kyslíkom na oxid dusnatý, ktorý sa môže premeniť na kyselinu dusičnú. V dôsledku toho sa Timiryazev rozhodol, že spaľovaním vzdušného dusíka možno získať dusičnanové soli, ktoré môžu ľahko nahradiť čílsky ľadok na poliach a zvýšiť úrodu prosa.
Vysokofrekvenčné prúdy sú vybudené elektrickými iskrami v drôtoch. Šíria sa po drôtoch a do okolitého priestoru vyžarujú elektromagnetické vlny, ktoré rušia rádiový príjem. Tieto rušenia vstupujú do prijímača rôznymi spôsobmi: 1) cez anténu prijímača, 2) cez vodiče osvetľovacej siete, ak je prijímač zosieťovaný, 3) indukciou od osvetlenia alebo akýchkoľvek iných vodičov, ktorými sa šíria rušivé vlny.
Pôsobenie elektrickej iskry na horľavé zmesi je veľmi zložité.
Získanie elektrickej iskry potrebnej intenzity pri batériovom zapaľovaní nie je obmedzené na minimálny počet otáčok, ale pri zapaľovaní z magneta bez akceleračnej spojky je zabezpečené pri cca 100 ot./min.
Zapálenie elektrickou iskrou v porovnaní s inými metódami vyžaduje minimálnu energiu, keďže malý objem plynu v dráhe iskry sa ňou v extrémne krátkom čase zohreje na vysokú teplotu. Minimálna energia iskry potrebná na zapálenie výbušnej zmesi pri jej optimálnej koncentrácii sa určuje experimentálne. Redukuje sa na normálne atmosférické podmienky – tlak 100 kPa a teplota 20 C. Zvyčajne je minimálna energia potrebná na zapálenie prachových výbušných zmesí o jeden až dva rády vyššia ako energia potrebná na zapálenie plynných a parných výbušných zmesí. .
Spínač zapaľovania. Počas poruchy elektrická iskra odparí tenkú vrstvu kovu nanesenú na papieri a v blízkosti miesta poruchy sa papier očistí od kovu a prierazný otvor sa naplní olejom, ktorý obnoví výkon kondenzátora.
Elektrické iskry sú najnebezpečnejšie: ich trvanie a energia sú takmer vždy dostatočné na zapálenie horľavých zmesí.
Nakoniec sa na meranie veľkých potenciálových rozdielov používa elektrická iskra pomocou guľového vybíjača, ktorého elektródy sú dve kovové guľôčky s lešteným povrchom. Guľôčky sa pohybujú od seba a aplikuje sa na ne zmeraný rozptyl potenciálov. Potom sa loptičky spoja, kým medzi nimi nepreskočí iskra. Keď poznajú priemer loptičiek, vzdialenosť medzi nimi, tlak, teplotu a vlhkosť vzduchu, nájdu potenciálny rozdiel medzi loptičkami podľa špeciálnych tabuliek.
Pôsobením elektrickej iskry sa s nárastom objemu rozkladá. Metylchlorid je silne reaktívna organická zlúčenina; väčšina reakcií s metylchloridom spočíva v nahradení atómov halogénu rôznymi radikálmi.
Keď elektrické iskry prechádzajú kvapalným vzduchom, vzniká anhydrid dusný vo forme modrého prášku.
Aby sa zabránilo vzniku elektrickej iskry, je potrebné prepojiť odpojené časti plynovodu prepojkou a zriadiť uzemnenie.
Zmena koncentračných limitov vznietenia od sily iskry. Zvýšenie výkonu elektrických iskier vedie k rozšíreniu oblasti vznietenia (výbuchu) zmesí plynov. Aj tu však existuje hranica, kedy už k ďalšej zmene limitov vznietenia nedochádza. Iskry takejto sily sa nazývajú nasýtené. Ich použitie v zariadeniach na stanovenie koncentračných a teplotných limitov vznietenia, bodu vzplanutia a iných veličín dáva výsledky, ktoré sa nelíšia od zapálenia horúcimi telesami a plameňmi.
Pri prechode elektrickej iskry cez zmes fluoridu sírového a vodíka vzniká H2S a HF. Zmesi S2F2 s oxidom siričitým tvoria za rovnakých podmienok tionylfluorid (SOF2) a zmesi s kyslíkom tvoria zmes tionylfluoridu a oxidu siričitého.
Pri prechode elektrických iskier vzduchom v uzavretej nádobe nad vodou dochádza k väčšiemu poklesu objemu plynu ako pri spaľovaní fosforu v ňom.
Energia elektrickej iskry, ktorá je potrebná na spustenie explozívneho rozkladu acetylénu, silne závisí od tlaku, ktorý sa zvyšuje so znižujúcim sa tlakom. Podľa údajov S. M. Kogarka a Ivanova35 je explozívny rozklad acetylénu možný už pri absolútnom tlaku 0,65 o, ak je energia iskry 1200 J. Pri atmosférickom tlaku je energia iniciačnej iskry 250 J.
V neprítomnosti elektrickej iskry alebo horľavých nečistôt, ako je tuk, reakcie vo všeobecnosti prebiehajú značne len pri vysokých teplotách. Etforán C2Fe pomaly reaguje so zriedeným fluórom pri 300 °C, kým k-heptforán prudko reaguje, keď sa zmes zapáli elektrickou iskrou.
Pri prechode elektrických iskier cez kyslík alebo vzduch sa objavuje charakteristický zápach, ktorého príčinou je vznik novej látky – ozónu. Ozón možno získať z dokonale čistého ušného kyslíka; z toho vyplýva, že pozostáva iba z kyslíka a predstavuje jeho alotropickú modifikáciu.
Energia takejto elektrickej iskry môže byť dostatočná na zapálenie horľavej alebo výbušnej zmesi. Iskrový výboj pri napätí 3000 V môže zapáliť takmer všetky zmesi pary a plynu so vzduchom a pri 5000 V môže zapáliť väčšinu horľavého prachu a vlákien. Elektrostatické náboje vznikajúce vo výrobných podmienkach tak môžu slúžiť ako zdroj vznietenia schopný spôsobiť požiar alebo výbuch v prítomnosti horľavých zmesí.
Energia takejto elektrickej iskry môže byť dostatočne veľká na zapálenie horľavej alebo výbušnej zmesi.
Pri prechode elektrických iskier cez kyslík vzniká ozón – plyn, ktorý obsahuje len jeden prvok – kyslík; Ozón má 15-krát väčšiu hustotu ako kyslík.
Keď vo vzduchovej medzere medzi dvoma elektródami preskočí elektrická iskra, vznikne rázová vlna. Keď táto vlna pôsobí na povrch kalibračného bloku alebo priamo na AET, vybudí sa v ňom elastický impulz s trvaním rádovo niekoľkých mikrosekúnd.
Vo výrobných podmienkach sa pri nárazoch pevných telies (s tvorbou iskier alebo bez nich) pozoruje požiarne nebezpečné zvýšenie teploty telies v dôsledku premeny mechanickej energie na tepelnú energiu; s povrchovým trením telies pri ich vzájomnom pohybe; pri obrábaní plných materiálov reznými nástrojmi, ako aj pri stláčaní plynov a lisovaní plastov. Stupeň zahrievania telies a možnosť výskytu zdrojov vznietenia v tomto prípade závisí od podmienok prechodu mechanickej energie na tepelnú energiu.
Obr- 5-9. Lapač iskier turbína-vír: / - telo; 2 - stacionárna turbína; 3 - dráha pevných častíc
Ryža. 5.10. Závislosť teploty oceľovej iskry od sily a narážajúceho materiálu (podľa MIHM): 1 - s brúsnym kotúčom; 2 - s kovovým kotúčom. Lineárna nárazová rýchlosť 5,2 m/s
Iskry vznikajúce pri nárazoch pevných telies. Dostatočne silné nárazy niektorých pevných telies vytvárajú iskry (nárazové a trecie iskry). Iskra je v tomto prípade častica kovu alebo kameňa zahriata na žiaru. Veľkosti nárazových a trecích iskier závisia od vlastností materiálov a energetických charakteristík nárazu, ale zvyčajne nepresahujú 0,1 ... 0,5 mm. Teplota iskry okrem toho závisí od procesu interakcie (chemickej a tepelnej) kovovej častice s prostredím. Pri náraze a odieraní kovov v prostredí, ktoré neobsahuje kyslík alebo iné oxidačné činidlo, teda nevznikajú žiadne viditeľné iskry. Dodatočné zahrievanie kovových nárazových iskier počas letu v prostredí zvyčajne nastáva v dôsledku ich oxidácie vzdušným kyslíkom. Teplota iskry nelegovanej mäkkej ocele môže dosiahnuť teplotu tavenia kovu (asi 1550 ° C). Zvýši sa so zvýšením obsahu uhlíka v oceli, zníži sa so zvýšením legujúcich prísad. Závislosť teploty iskry od materiálu narážajúcich telies a aplikovaného merného zaťaženia je znázornená na obr. 5.10. Podľa grafov sa teplota iskry lineárne zvyšuje so zvyšujúcim sa zaťažením a iskry vznikajúce pri náraze ocele na korund majú vyššiu teplotu ako pri náraze ocele na oceľ.
Pri výrobných podmienkach sa acetylén, etylén, vodík, oxid uhoľnatý, sírouhlík vznietia od iskier z nárazu. Nárazové iskry (za určitých podmienok) môžu vznietiť zmesi metánu a vzduchu. Zápalná sila nárazových iskier je úmerná obsahu kyslíka v zmesi, ktorú môžu tieto iskry zapáliť. Je to pochopiteľné: čím viac kyslíka v zmesi, tým intenzívnejšie horí iskra, tým vyššia je horľavosť zmesi.
Schopnosť vznietenia nárazových iskier je stanovená experimentálne - v závislosti od energie nárazu.
Letiaca iskra priamo nezapáli zmes prachu so vzduchom, ale po dopade na usadený prach alebo vláknité materiály spôsobuje vznik tlejúcich ohnísk. To zjavne vysvetľuje veľký počet zábleskov a požiarov spôsobených mechanickými iskrami v strojoch, kde sú vláknité materiály alebo usadeniny jemného horľavého prachu. Takže v brusiarňach mlynov a krúp, v triedičkách, kypričoch a predajniach oxidu uhoľnatého v textilných závodoch, ako aj v závodoch na odzrňovanie bavlny vzniká viac ako 50 % všetkých vznietení a požiarov z iskier zasiahnutých nárazmi pevných telies. .
Pri náraze hliníkových telies na povrch zoxidovanej ocele vznikajú iskry. V tomto prípade dochádza k chemickej interakcii medzi vyhrievanými hliníkovými časticami a oxidmi železa s uvoľňovaním značného množstva tepla:
2A1 + Fe203 \u003d A1203 + 2Fe + Q.
Teplo tejto reakcie zvyšuje tepelný obsah a teplotu iskry.
Iskry vznikajúce pri práci s nárazovými nástrojmi (kladivá, dláta, páčidlá atď.) často spôsobujú nebezpečenstvo požiaru a výbuchu. Sú známe prípady zábleskov a výbuchov v čerpacích a kompresorových staniciach, ako aj v priemyselných priestoroch, keď spadne nástroj, zasiahnu kľúče pri uťahovaní matíc. Preto pri vykonávaní prác na miestach, kde je možná výbušná zmes pár alebo plynov so vzduchom, nepoužívajte úderové nástroje vyrobené z iskrivých materiálov. Náradie z bronzu, fosforového bronzu, mosadze, berýlia, hliníkovej zliatiny AKM-5-2, duralu s obmedzeným (do 1,2 ... 1,8 %) obsahu, horčíka.. (zliatina D-16 a pod.) a dokonca nástroje z vysokolegovaných ocelí Použitie pomedeného nástroja nedosahuje cieľ, pretože mäkká vrstva medi sa rýchlo opotrebuje. Pri použití oceľových nástrojov je potrebné ich chrániť pred pádom a ak je to možné, nahradiť nárazové operácie) bezúderovými (napríklad rezanie kovov dlátom nahradiť pílením a pod.) a mobilné vetracie jednotky používa sa na rozptýlenie horľavých pár alebo plynov na pracoviskách.
Iskry vznikajú pri náraze kovu alebo kameňov do strojov. V zariadeniach s miešadlami na rozpúšťanie alebo chemické spracovanie pevných látok v rozpúšťadlách (napríklad celuloidová hmota v alkohole, acetát celulózy v acetóne, kaučuk v benzíne, nitrocelulóza v zmesi alkohol-éter atď.), v nárazovo odstredivých strojoch na mletie , kyprenie a miešanie tuhých horľavých látok (kladivové a rázové kotúčové mlyny, drviče krmiva, odviňovače bavlny a rezacie stroje atď.), v miešačkách na miešanie a kompozíciu práškových zmesí, v odstredivých zariadeniach na pohyb plynov a pár (ventilátory , dúchadlá, odstredivé kompresory) sa môžu so spracovanými výrobkami dostať kusy kovu alebo kamene, čo vedie k tvorbe iskier. Spracované produkty by preto mali byť preosievané, vyčistené, umývané alebo by sa mali používať magnetické, gravitačné alebo inerciálne pasce.
Ryža. 5.11. Lapač kameňa: / - pneumatické potrubie; 2 - bunker; 3 - šikmé plochy; 4 - vykladací poklop
Obzvlášť náročné je čistenie vláknitých materiálov, pretože pevné nečistoty sa zamotávajú do vlákien. Takže na čistenie surovej bavlny od kameňov pred jej vstupom do strojov sú nainštalované gravitačné alebo inerciálne lapače kameňov (obr. 5.11).
Kovové nečistoty v sypkých a vláknitých materiáloch zachytávajú aj magnetické lapače (separátory). Na obr. 5.12 znázorňuje magnetický lapač, ktorý sa najčastejšie používa pri výrobe múky a obilnín, ako aj v mlynoch na výrobu krmív. Na obr. 5.13 rez elektromagnetickým separátorom s rotujúcim bubnom.
Je potrebné poznamenať, že účinnosť lapačov závisí od ich umiestnenia, rýchlosti pohybu, rovnomernosti a hrúbky vrstvy produktu a od povahy nečistôt. Inštalujú sa spravidla na začiatok výrobnej linky, pred narážacie stroje. Separátory zvyčajne chránia stroje pred mechanickým poškodením. Ich inštalácia je tiež diktovaná hygienickými a hygienickými požiadavkami.
Ryža. 5.12. Magnetický separátor s permanentnými magnetmi: / - puzdro; 2 - permanentné magnety; 3 - sypký materiál
Ryža. 5.13. Elektromagnetický separátor s rotujúcim bubnom: / - telo; 2 - pevný elektromagnet; 3 - tok produktu; 4 - nastavovacia skrutka; 5 - rotačný bubon
magnetický materiál; 6 - potrubie pre čistený produkt; 7 - potrubie na zachytené nečistoty
Ak hrozí vniknutie pevných nemagnetických nečistôt do stroja, po prvé sa vykoná dôkladné triedenie surovín a po druhé sa vnútorný povrch strojov, na ktorý môžu tieto nečistoty naraziť, obloží mäkkým kovom, guma alebo plast.
Iskry vznikajúce nárazom pohyblivých mechanizmov strojov na ich pevné časti. V praxi sa často stáva, že rotor odstredivého ventilátora príde do kontaktu so stenami plášťa alebo rýchlo sa otáčajúce pílové a nožové bubny strojov na oddeľovanie a strihanie vlákien narážajú na pevné oceľové rošty. V takýchto prípadoch sa pozoruje iskrenie. Je to možné aj pri nesprávnom nastavení medzier, pri deformácii a vibrácii hriadeľov, opotrebovaní ložísk, deformáciách, nedostatočnom upevnení rezného nástroja na hriadeľoch atď. V takýchto prípadoch je možné nielen iskrenie, ale aj zlomenie jednotlivých častí strojov. Rozbitie zostavy stroja môže byť zase príčinou vzniku iskier, pretože kovové častice vstupujú do výrobku.
Hlavné protipožiarne opatrenia zamerané na zabránenie vzniku rázových a trecích iskier sa obmedzujú na starostlivé nastavenie a vyváženie hriadeľov, správny výber ložísk, kontrolu veľkosti medzier medzi rotujúcimi a stacionárnymi časťami strojov, ich spoľahlivosť upevnenie, ktoré vylučuje možnosť pozdĺžnych pohybov; zabrániť preťaženiu strojov.
Pred uvedením do prevádzky je potrebné skontrolovať stroj, v ktorom je možná kolízia rotujúcich častí so stacionárnymi časťami (v stacionárnom stave a potom pri voľnobehu), či nedochádza k deformáciám a vibráciám, pevnosť upevnenia rotujúcich častí, a prítomnosť potrebných povolení. V procese práce, keď sa objaví cudzí hluk, otrasy a chvenie, je potrebné zastaviť stroj na riešenie problémov.
Zvýšené požiadavky na vlastnú bezpečnosť sú kladené na výrobné zariadenia s prítomnosťou acetylénu, etylénu, oxidu uhoľnatého, pár sírouhlíka, nitrozlúčenín a podobných horľavých alebo nestabilných látok, ktorých podlahy a plošiny sú vyrobené z neiskrivého materiálu alebo obložené gumové rohože, chodníky atď. Podlaha priestorov, kde sa spracováva nitrocelulóza, sa navyše udržiava vlhká. Vozíky a vozíky musia mať na kolesách mäkké kovové alebo gumené ráfiky.
Akýkoľvek pohyb telies vo vzájomnom kontakte vyžaduje vynaloženie energie na prekonanie práce trecích síl. Táto energia sa väčšinou premieňa na teplo. V normálnom stave a správnej činnosti trecích telies je uvoľnené teplo Q t p včas odvádzané špeciálnym chladiacim systémom Q cool a je tiež odvádzané do prostredia Q OkP:
Q tr \u003d Q cool + Q env.
Porušenie tejto rovnosti, to znamená zvýšenie uvoľňovania tepla alebo zníženie odvodu tepla a tepelných strát, vedie k zvýšeniu teploty trecích telies. Z tohto dôvodu sa horľavé médiá alebo materiály vznietia v dôsledku prehriatia ložísk stroja, tesne utiahnutých tesnení, bubnov a dopravníkových pásov, remeníc a hnacích remeňov, vláknitých materiálov pri navíjaní okolo rotujúcich hriadeľov nástrojov a obrábaných pevných horľavých materiálov.
Ryža. 5.14. Schéma klzného ložiska: / - hrot hriadeľa; 2 - ložiskový plášť; 3 - posteľ
Zapálenie z prehriatia ložísk stroja a zariadení. Požiarne najnebezpečnejšie sú klzné ložiská silne zaťažovaných a rýchlobežných hriadeľov. Nedostatočné mazanie pracovných plôch, znečistenie, nesprávne nastavené hriadele, preťaženie stroja a prílišné utiahnutie ložísk môžu spôsobiť prehriatie ložísk. Veľmi často býva ložiskové puzdro znečistené usadeninami horľavého prachu (drevo, múka, bavlna). Tým sa vytvárajú aj podmienky na ich prehrievanie Približnú hodnotu teploty klzného ložiska (viď obr. 5.14) je možné určiť výpočtom. Povrchová teplota ložiska v prípade porušenia jeho prevádzkového režimu sa mení s časom. Na určitý čas dx môžeme napísať nasledujúcu rovnicu tepelnej bilancie:
d Q t p = dQ zaťaženie+ dQ oxl+ dQ 0 Kp , (5.7)
kde dQ Tp- množstvo tepla uvoľneného počas prevádzky ložiska;
dQ zaťaženie - množstvo tepla použitého na ohrev ložiska; dQoxl - množstvo tepla odvádzaného systémom núteného chladenia; d Q 0 K p - tepelné straty z nosnej plochy do okolia.
Množstvo tepla uvoľneného počas trenia povrchov je určené vzorcom
Q tr = f tr Nl,
kde f tr je koeficient trenia; N- naložiť; / - relatívny pohyb plôch.
Potom, ako je aplikované na ložisko (pre rotačný pohyb), je práca trecích síl určená výrazom
dQ t p = f Tp Nd III /2πndτ = πf TR NdIII ndτ,(5.8)
kde P- frekvencia otáčania hriadeľa (1/s); d- priemer čapu hriadeľa. Za predpokladu, že koeficient trenia je konštantná hodnota a označíme súčin konštantných hodnôt a, bude mať:
dQ Tp = adτ.(5.9)
Množstvo tepla vynaloženého na ohrev ložiska dQ zaťaženie, keď teplota stúpne o dT, sa bude rovnať:
dQ narp = mcdT,(5.10)
kde T- hmotnosť vyhrievaných častí ložiska; S je priemerná merná tepelná kapacita materiálu ložiska.
Množstvo tepla dQ 0 XJI, odstránené systémom núteného chladenia možno považovať za rovné nule, čo zodpovedá najnebezpečnejšiemu prevádzkovému režimu ložiska.
Množstvo tepla dQoup, stratená nosnou plochou do okolia sa bude rovnať:
dQ env = α( T P- T B)Fdτ,(5.11)
kde α je koeficient prestupu tepla nosnej plochy a média; T p a T in- nosná plocha a teplota vzduchu; F- teplovýmenná plocha (nosná plocha obmývaná okolitým vzduchom).
Nahradením zistených hodnôt dQ Tp , dQ narv a dQ 0 Kp do rovnice (5.7), dostaneme rovnicu
adτ = mcdT+a(Tn -T B)Fdτ,(5.12)
ktorého riešenie za počiatočných podmienok havárie (T P = T V) dáva:
Koeficient a je určený z podmienok prestupu tepla z povrchu valca do prostredia s voľnou konvekciou vzduchu.
Výsledná rovnica (5.13) umožňuje určiť teplotu ložiska kedykoľvek počas núdzového režimu jeho prevádzky alebo určiť dobu trvania núdzového režimu, počas ktorej teplota ložiskového povrchu dosiahne nebezpečnú hodnotu.
Maximálnu teplotu ložiska (pri τ = ∞) možno určiť zo vzorca
Aby sa predišlo nebezpečenstvu požiaru a výbuchu, v tomto prípade sa namiesto klzných ložísk používajú valivé ložiská, ktoré sú systematicky mazané a teplota je kontrolovaná.
V zložitých strojoch (turbíny, odstredivky, kompresory) sa regulácia teploty ložísk vykonáva pomocou prístrojových systémov.
Vizuálna kontrola teploty ložísk sa vykonáva nanášaním náterov citlivých na teplo, ktoré pri zahriatí na ložiskové telesá menia svoju farbu. Systémy núteného mazania dokážu zabrániť prehrievaniu ložísk, ktorých zariadenie by malo zabezpečiť kontrolu prítomnosti oleja, výmenu použitého oleja za čerstvý olej (so špecifikovanými výkonnostnými charakteristikami), rýchle a jednoduché odstránenie olejových šmúh zo strojných častí.
Príkladom je modernizácia systému mazania ložísk sušiacich valcov a plstených valcov papierenských a kartónových strojov v celulózke a papierni v Archangeľskej oblasti. V dôsledku tejto modernizácie požiare a požiare v príslušných systémoch prakticky ustali.
Spočiatku boli k dispozícii kvapkadlá na vizuálnu kontrolu toku oleja do ložísk. Boli umiestnené pod plášťami strojov, v zóne vysokých teplôt, čo prakticky vylučovalo možnosť systematickej kontroly. Na návrh požiarneho útvaru objektu a požiarno-technickej komisie podniku boli kvapkadlá nahradené rotametrami umiestnenými mimo stroja, čo umožnilo vizuálnu kontrolu prietoku oleja, zníženie počtu odpojiteľných spojov v oleji systém, čím sa redukujú olejové šmuhy na rámoch a ložiskových zostavách.
Navyše, podľa pôvodného projektu sa olej v ložiskách vymieňal len pri plánovaných preventívnych opravách alebo plánovanej údržbe. Počas prevádzky stroja bolo ťažké kontrolovať prítomnosť mazania. Prevádzkyschopnosť ložísk sa kontrolovala „do ucha“. Pri rekonštrukcii strojov bol inštalovaný systém centrálneho mazania: z nádrže (10 m 3) inštalovanej v samostatnej miestnosti bol prefiltrovaný olej privádzaný zubovým čerpadlom do tlakových potrubí a odbočkami do rotametrov, od rotametrov až po ložiská. Po prechode cez ložisko sa olej dostal do vane a filtra, kde bol očistený od mechanických nečistôt, ochladený a opäť vstúpil do pracovnej nádrže. Tlak, teplota a hladina oleja v nádrži boli riadené automaticky. Keď sa olejové čerpadlá zastavili a tlak v tlakovom potrubí klesol, spustili sa zvukové a svetelné alarmy a zapli sa záložné čerpadlá.
Na čistenie strojov od olejových šmúh a usadzovania prachu na nich sa ukázalo byť efektívne použiť 2% roztok technického čistiaceho prostriedku TMC-31 (pri 50 ... 70 ° C). Po celej dĺžke stroja je usporiadaný stacionárny systém na umývanie agregátov a mechanizmov. Zavedenie čistiaceho systému umožnilo zmyť olejové šmuhy a prach každú zmenu bez zastavenia stroja. Okrem toho bolo z výroby stiahnutých 10 ton petroleja a výrazne sa zlepšili pracovné podmienky robotníkov.
Prehrievanie a vznietenie dopravných pásov a hnacích pásov sa vyskytujú hlavne v dôsledku dlhšieho kĺzania remeňa alebo pásky vzhľadom na kladku. K takémuto sklzu, nazývanému sklz, dochádza v dôsledku nesúladu medzi prenášanou silou a napätím vetiev pásu (pásky). Pri preklzávaní sa všetka energia vynakladá na trenie remeňa na kladke, v dôsledku čoho sa uvoľňuje značné množstvo tepla. K najčastejšiemu preklzávaniu dopravných pásov, elevátorových remeňov a remeňových pohonov dochádza v dôsledku preťaženia alebo nízkeho napätia remeňa. Vo výťahoch je pošmyknutie najčastejšie spôsobené zablokovaním topánok, teda stavom, keď vedro výťahu nemôže prejsť hrúbkou prepravovanej látky. Preťaženie a prešmykovanie môže byť spôsobené privretím remeňa, deformáciami atď.
Maximálnu teplotu bubna alebo kladky pri dlhotrvajúcom preklzávaní pásky alebo remeňa možno určiť podľa vzorca (5.14).
Aby sa predišlo prehriatiu a požiarom dopravných a hnacích remeňov, nesmie byť povolená práca s preťažením; je potrebné kontrolovať stupeň napnutia remeňa, remeňa, ich stav. Blokovanie čeľustí elevátora výrobkami, deformácie remeňov a ich trenie o puzdrá a iné blízke predmety by nemali byť povolené. V niektorých prípadoch (pri použití výkonných vysokovýkonných dopravníkov a výťahov) sa používajú zariadenia a zariadenia, ktoré automaticky signalizujú činnosť prevodovky pri preťažení a zastavujú pohyb pásu pri zrútení pätky výťahu.
Niekedy, aby sa znížilo preklzávanie, je prevodový remeň posypaný kolofóniou, ale to má len krátkodobý účinok. Ošetrenie pásu kolofóniou prispieva k tvorbe nábojov statickej elektriny, čo predstavuje určité nebezpečenstvo požiaru. V tomto prípade je lepšie použiť prevod klinovým remeňom.
Zapálenie vláknitých materiálov pri ich navíjaní na hriadele pozorované v pradiarňach, ľanových mlynoch, ako aj v kombajnoch pri zbere obilnín. Vláknité materiály a slamené produkty sú navinuté na hriadeľoch v blízkosti ložísk. Navíjanie je sprevádzané postupným zhutňovaním hmoty a následne jej silným zahriatím pri trení o steny stroja, zuhoľnatením a nakoniec zapálením. Niekedy dochádza k požiaru v dôsledku navíjania vláknitých materiálov na hriadele dopravníkov, ktoré presúvajú odpad a hotové výrobky. V pradiarňach často vznikajú požiare v dôsledku pretrhnutia lana alebo opletu, ktorý poháňa vretená spriadacích strojov.
Navíjanie vláknitých materiálov na rotujúce hriadele strojov je uľahčené prítomnosťou zväčšenej medzery medzi hriadeľom a ložiskom (pri vstupe do tejto medzery sa vlákno zaklinuje, zviera, proces jeho navíjania na hriadeľ začína stále silnejšie zhutňovanie vrstiev), prítomnosť holých častí šachty, s ktorými prichádzajú do styku vláknité materiály, a používanie mokrých a kontaminovaných surovín.
Aby sa zabránilo navíjaniu vláknitých materiálov na rotujúce hriadele strojov, je potrebné chrániť hriadele pred priamym kontaktom so spracovávanými vláknitými materiálmi pomocou puzdier (obr. 5.15), valcových a kužeľových puzdier, vodičov, vodiacich líšt, anti- štíty vinutia atď. Okrem toho by ste mali nainštalovať minimálne vôle medzi čapmi hriadeľa a ložiskami, aby ste zabránili ich zväčšeniu; vykonávať systematické monitorovanie hriadeľov, kde môže dôjsť k navíjaniu, včas ich vyčistiť od vlákien, chrániť ich špeciálnymi ostrými nožmi proti navíjaniu, ktoré odrežú navinuté vlákno. Takúto ochranu poskytujú napríklad rezacie stroje v mlynoch na ľan.
Ryža. 5.15. Ochrana hriadeľa proti navíjaniu vláknitých materiálov: a- voľne namontované rovné puzdro; b- pevné kužeľové puzdro; 1 - ložisko; 2 - šachta; 3 - ochranný rukáv
Tepelný prejav mechanickej energie vo výrobných podmienkach sa pozoruje pri prevádzke lisov a kompresorových jednotiek. Nebezpečenstvo požiaru týchto mechanizmov je popísané v kapitolách 10 a 11 tejto učebnice.
§ 5.4. Tepelný prejav chemických reakcií -