Исследование опасности воспламенения горючих смесей разрядами статического электричества: Методические указания

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Исследовать процесс образования электрических зарядов при пневматическом транспортировании диэлектрических материалов и оценить опасность воспламенения горючих паровоздушных смесей искровыми разрядами статического электричества.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1. Экспериментально исследовать влияние режима пневмотранспортирования         диэлектрического материала на интенсивность процесса электризации:  

·  определить зависимость величины тока электризации от расхода (концентрации) твердой фазы в пневмосистеме;

·  определить энергию искрового разряда статического электричества для каждого режима транспортирования;

·  для заданной величины сопротивления утечки заряда определить ток электризации, при котором возможен искровой разряд с поверхности экспериментальной установки.

2.  Экспериментально определить воспламеняющую способность искровых разрядов статического электричества.

ОБЩАЯ ЧАСТЬ.

Интенсификация технологических процессов, увеличение скоростей транспортирования и переработки твердых и жидких материалов приводят к появлению электрических зарядов на перерабатываемом материале и появлению электрических разрядов на перерабатываемом материале и поверхности стенок аппаратов. В этом случае внутри аппарата и, при определенных условиях, на его наружных поверхностях будут наблюдаться искровые разряды, которые могут вызвать воспламенение горючих смесей.

Электрические заряды на поверхностях твердых тел образуются в следующих случаях:

• если происходит разделение (разрушение) поверхностей контакта;
• обе или одна из поверхностей контакта обладают диэлектрическими свойствами.

Электрические свойства диэлектрика характеризуются удельным объемным электрическим сопротивлением материала ρ_V, Ом×м или удельным поверхностным электрическим сопротивлением ρ_s, Ом.

Рассмотрим упрощенную физическую модель электризации поверхностей контакта двух твердых тел. При контакте двух тел из разнородных материалов на их поверхностях вследствие внутриатомных электрических сил образуется двойной электрический слой. При механическом разделении (разрушении) поверхностей происходит разделение зарядов двойного электрического слоя (рис. 1).

Между разделенными поверхностями, несущими электрический заряд, образуется разность потенциалов и возникает электрическое поле. По мере увеличения расстояния между поверхностями возрастает разность потенциалов Δφ, и при достижении порогового значения, определяемого электрической прочностью газовой среды, происходит искровой разряд. Образующиеся в разряде ионы газа будут частично нейтрализовывать электрический заряд на разделенных поверхностях.

Рис. 1. Схема электрических явлений при разделении поверхностей контакта твердых тел:

I_ПРОВ – ток проводимости, обусловленный омическим сопротивлением