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 r₀, можно определить по формуле (6.4), в которой энергия взрыва определяется из выражения

Э = m Q, кДж, (6.8)

где Q - удельная теплота сгорания вещества, образовавшего пыль, кДж/кг (табл.6.3);

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

m = , кг, (6.9)

где V₀ - свободный объем помещения, (V₀=0,8 V_п), м³;

С - стехиометрическая концентрация пыли, г / м³,

С» 3 j_нкпр, (6.10)

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

Значение j_нкпр для различных веществ находится в пределах:

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

пластмасс j_нкпр=20 - 100 г/м³;

пестицидов и красителей j_нкпр=30 - 300 г/м³;

шерсти j_нкпр=100 - 200 г/м³.

Значения характеристик некоторых аэрозолей приведены в табл. 6.3.

Таблица 6.3