Wykonali:

Tomasz Kulczycki

Paweł Krawczyk

GiG Rok III gr.II

Temat ćwiczenia:

Wybuchy pyłu węglowego

1.Wstęp

Ćwiczenie zostało wykonane na stanowisku badawczym pod digestorium z instalacją wentylacyjną odciągową.

Wyposażenie stanowiska laboratoryjnego: waga analityczna, pojemnik z pyłem węglowym, pojemnik z pyłem kamiennym, przyrząd do pomiaru najmniejszego stężenia wybuchowego pyłu, przyrząd do pomiaru ciśnienia wybuchu obłoku pyłowego.

Ćwiczenie polegało na przeprowadzeniu eksperymentalnych wybuchów pyłu węglowego w celu: znalezienia najmniejszego stężenia wybuchowego , określeniu ilości pyłu kamiennego ,który dodany do niego zapobiegnie wybuchowi oraz określenia ciśnienia wybuchu.

2.Opis prac na stanowisku

1. Określenie min. stężenia wybuchowego pyłu węglowego.

Ćwiczenie rozpoczęto od wyznaczenia najmniejszego stężenia wybuchowego pyłu węglowego. W tym celu użyto aparatury składającej się z cylindra o objętości 2 dm³ z kulistowklęsłym dnem. Nad dnem znajduje się dysza służąca do rozpraszania pyłu podmuchem powietrza z układu pneumatycznego. W cylindrze znajdują się także dwie elektrody połączone spiralą zapłonową .Spirala ta służy jako inicjał zapłonu. Na cylindrze znajduje się ramka służąca do przyciskania kartki papieru.

Ponieważ przedział wybuchowości pyłu węglowego wynosi 50÷1000 gr\m³ oraz objętość naczynia w którym ma nastąpić wybuch wynosi 2 dm³ ,korzystając ze wzoru na stężenie:

z_w = m\ v

ułożono proporcje z których wyznaczono przedział ilości pyłu węglowego dla której może nastąpić wybuch:

1.Dla min. stężenia wybuchowego:

50g\m³=x\0,002m³

x=0,1g

2,Dla max. stężenia wybuchowego:

1000gr\m³=x\0,002m³

x=2g

Z powyższych obliczeń otrzymano przedział ilości pyłu przy której może nastąpić wybuch w naczyniu doświadczalnym :100mg÷2g.

Przy ilości pyłu 100mg nie obserwuje się zapłonu pyłu a więc jest to najmniejsze stężenie wybuchowe.

Doświadczenie rozpoczęto od ilości pyłu równej 1g . Określone naważki pyłu umieszczano w przyrządzie i przeprowadzano kolejne próby aż do uzyskania zapłonu. Dla ilości 0,1g nie nastąpił wybuch(kartka na cylindrze nie uległa uszkodzeniu).Następnie naważka pyłu wynosiła 1g ,przy tej ilości pyłu nastąpił wybuch. Czyli min. ilość pyłu przy której zachodzi wybuch to 1g, a więc min. stężenie wybuchowe wynosi : z_min=1g\2dm³ czyli 500g\dm³.

2.2.Pomiar ciśnienia wybuchu pyłu węglowego.

Dla ilości pyłu węglowego 1g zbadano ciśnienie wybuchu. Przyrząd do pomiaru ciśnienia wybuchu pyłu składa się z komory wybuchowej połączonej z układem pneumatycznym do rozpraszania pyłu i układem zapłonowym. Pojemnik jest zbiornikiem cylindrycznym z dennicami w kształcie półkulistym, przy czym górna dennica stanowi hermetyczną pokrywę, połączona gwintem z korpusem .Dolna dennica jest zarazem deflektorem rozpraszającym naważkę pyłu. W zbiorniku znajdują się dwie elektrody zapłonowe połączone spiralą grzejną. Zapłon obłoku pyłowego uzyskuje się od nagrzanej spirali zapłonowej włączanej z wyprzedzeniem do podmuchu. Ciśnienie odczytujemy z rejestratora ciśnienia maksymalnego .Dla granicznego stężenia wybuchowego odczytano ciśnienie równe 0,2⋅10⁵N\m².

Zawartość CO = 20%

2.3.Określenie składu bezpiecznej mieszaniny pyłu węglowego z pyłem kamiennym.

Ze wzoru na jednostkowy współczynnik wagowy α obliczono jaka ilość pyłu kamiennego czyni pył niezdolnym do przenoszenia wybuchu.

α=(n_op-n_o)\(100-n_op)

gdzie:

n_op- zawartość części niepalnych stałych w pyle suchym wystarczająca do zabezpieczenia przed przenoszeniem wybuchu

n_o-zawartość części niepalnych w suchym pyle węglowym

α=(80-10)\(100-80)

α=3,5

Następnie na podstawie współczynnika α obliczono ilość pyłu kamiennego (K):

M_pk=M_pw*α

M_pk=3,5g\dm³

Po uzyskaniu odpowiedniej ilości pyłu kamiennego potrzebnej do zahamowania wybuchu sprawdzono doświadczalnie czy rzeczywiście przy zmieszaniu 1g pyłu węglowego z 3,5g pyłu kamiennego wybuch nie nastąpił. Doświadczenie potwierdziło obliczenia -wybuch nie nastąpił.

1

1

---