चूरा के विस्फोट के दौरान दबाव की दर बढ़ जाती है। गैस और भाप-वायु मिश्रण के विस्फोट के दबाव में वृद्धि की दर की गणना करने के तरीके

सिद्धांत कहता है कि गैस या वाष्प-वायु मिश्रण का विस्फोट एक तात्कालिक घटना नहीं है। जब दहनशील मिश्रण में प्रज्वलन स्रोत पेश किया जाता है, तो प्रज्वलन स्रोत के क्षेत्र में ऑक्सीडाइज़र के साथ ईंधन की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया शुरू होती है। इस क्षेत्र के कुछ प्राथमिक आयतन में ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया की दर अधिकतम तक पहुँच जाती है - दहन होता है। माध्यम के साथ प्राथमिक आयतन की सीमा पर दहन को ज्वाला मोर्चा कहा जाता है। लौ सामने एक गोले की तरह दिखती है। लौ के सामने की मोटाई, Ya.B के अनुसार। ज़ेल्डोविच , 1-100 माइक्रोन के बराबर। यद्यपि दहन क्षेत्र की मोटाई छोटी है, यह दहन प्रतिक्रिया के आगे बढ़ने के लिए पर्याप्त है। दहन प्रतिक्रिया की गर्मी के कारण लौ के सामने का तापमान 1000-3000 डिग्री सेल्सियस है और दहनशील मिश्रण की संरचना पर निर्भर करता है।

जब ज्वाला सामने चलती है, तो दहनशील मिश्रण के बिना जले हिस्से का तापमान बढ़ जाता है, क्योंकि मिश्रण का दबाव बढ़ जाता है। लौ के सामने, मिश्रण का तापमान भी बढ़ जाता है, न होने के कारण
ऊष्मीय चालन, गर्म अणुओं के प्रसार और विकिरण द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण। लौ के मोर्चे की बाहरी सतह पर, यह तापमान दहनशील मिश्रण के आत्म-प्रज्वलन तापमान के बराबर होता है।

ज्वलनशील मिश्रण के प्रज्वलित होने के बाद, लौ का गोलाकार आकार बहुत जल्दी विकृत हो जाता है और अधिक से अधिक अभी भी असंतृप्त मिश्रण की ओर खींचा जाता है। लौ के मोर्चे का विस्तार और इसकी सतह में तेजी से वृद्धि लौ के मध्य भाग की गति में वृद्धि के साथ होती है। यह त्वरण तब तक रहता है जब तक कि लौ पाइप की दीवारों को नहीं छूती या किसी भी स्थिति में पाइप की दीवार के करीब नहीं आती। इस समय, लौ का आकार तेजी से घटता है, और इसका केवल एक छोटा सा हिस्सा ही लौ से बचा रहता है, जो पाइप के पूरे खंड को कवर करता है। लौ को सामने खींचकर,
और एक चिंगारी द्वारा प्रज्वलित होने के तुरंत बाद इसका तीव्र त्वरण, जब ज्वाला अभी तक पाइप की दीवारों तक नहीं पहुंची है, दहन उत्पादों की मात्रा में वृद्धि के कारण होती है। इस प्रकार, लौ के सामने के गठन की प्रक्रिया के प्रारंभिक चरण में, गैस मिश्रण की ज्वलनशीलता की डिग्री की परवाह किए बिना, लौ का त्वरण और बाद में मंदी होती है, और यह मंदी लौ की गति जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक होगी।

दहन के बाद के चरणों के विकास की प्रक्रिया पाइप की लंबाई से प्रभावित होती है। पाइप के बढ़ाव से कंपन का आभास होता है और लौ, झटके और विस्फोट तरंगों की एक सेलुलर संरचना का निर्माण होता है।

ताप क्षेत्र की चौड़ाई (सेमी में) निर्भरता से निर्धारित की जा सकती है

1 = ए / वी

कहाँ पे एक- थर्मल विसारकता का गुणांक; वि- ज्वाला प्रसार गति।

रैखिक यात्रा की गति वि(एम/एस में) सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है

वी = वी टी /

कहाँ पे वी टी- बड़े पैमाने पर जलने की दर, जी / (एस एम 3); - प्रारंभिक ज्वलनशील मिश्रण का घनत्व, किग्रा/एम 3 ।

फ्लेम फ्रंट का रैखिक वेग स्थिर नहीं है, यह रचनाओं के आधार पर भिन्न होता है। अक्रिय (गैर-दहनशील) गैसों, मिश्रण तापमान, पाइप व्यास, आदि के मिश्रण और अशुद्धियाँ। ज्वाला प्रसार की अधिकतम गति मिश्रण के स्टोइकोमेट्रिक सांद्रता पर नहीं, बल्कि ईंधन की अधिकता वाले मिश्रण में देखी जाती है। जब ज्वलनशील मिश्रण में अक्रिय गैसें डाली जाती हैं, तो ज्वाला प्रसार की गति कम हो जाती है। यह मिश्रण के दहन तापमान में कमी से समझाया गया है, क्योंकि गर्मी का हिस्सा निष्क्रिय अशुद्धियों को गर्म करने पर खर्च किया जाता है जो प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं।

पाइपों के व्यास में वृद्धि के साथ, लौ के प्रसार की गति असमान रूप से बढ़ जाती है। पाइपों के व्यास में 0.1-0.15 मीटर की वृद्धि के साथ, गति काफी तेज़ी से बढ़ जाती है। तापमान तब तक बढ़ता है जब तक व्यास एक निश्चित सीमित व्यास तक नहीं पहुंच जाता,
जिसके ऊपर गति में कोई वृद्धि नहीं होती है। पाइप के व्यास में कमी के साथ, लौ के प्रसार की गति कम हो जाती है, और एक निश्चित छोटे व्यास पर, लौ पाइप में नहीं फैलती है। इस घटना को दीवारों के माध्यम से गर्मी के नुकसान में वृद्धि से समझाया जा सकता है
पाइप।

इसलिए, एक ज्वलनशील मिश्रण में लौ के प्रसार को रोकने के लिए, एक या दूसरे तरीके से बर्तन को ठंडा करके (हमारे उदाहरण में, एक पाइप) बाहर से या मिश्रण को पतला करके मिश्रण के तापमान को कम करना आवश्यक है। ठंडी अक्रिय गैस के साथ।

ज्वाला प्रसार की सामान्य गति अपेक्षाकृत कम है (दस मीटर प्रति सेकंड से अधिक नहीं), लेकिन कुछ शर्तों के तहत, पाइप में ज्वाला जबरदस्त गति से फैलती है (2 से 5 किमी / सेकंड से), ध्वनि की गति से अधिक एक दिया हुआ माध्यम। इस घटना को कहा गया है विस्फोट. विस्फोट की विशिष्ट विशेषताएं इस प्रकार हैं:

1) पाइप व्यास की परवाह किए बिना निरंतर जलने की दर;

2) दहनशील मिश्रण की रासायनिक प्रकृति और प्रारंभिक दबाव के आधार पर विस्फोट तरंग के कारण उच्च लौ दबाव, जो 50 एमपीए से अधिक हो सकता है; इसके अलावा, उच्च जलने की दर के कारण, विकसित दबाव पोत (या पाइप) के आकार, क्षमता और जकड़न पर निर्भर नहीं करता है।

जैसे ही ज्वाला तेज होती है, शॉक वेव का आयाम भी बढ़ जाता है, और संपीड़न तापमान मिश्रण के आत्म-प्रज्वलन तापमान तक पहुंच जाता है।

प्रति यूनिट समय जलने वाली गैस की कुल मात्रा में वृद्धि को इस तथ्य से समझाया गया है कि क्रॉस सेक्शन में एक वेग चर के साथ एक जेट में, लौ का अग्र भाग झुकता है, जिसके परिणामस्वरूप इसकी सतह बढ़ जाती है और जलने वाले पदार्थ की मात्रा बढ़ जाती है आनुपातिक रूप से।

जब गैस मिश्रण को एक बंद आयतन में जलाया जाता है, तो दहन के उत्पाद काम नहीं करते हैं; विस्फोट की ऊर्जा केवल विस्फोट के उत्पादों को गर्म करने में खर्च होती है। इस मामले में, कुल ऊर्जा को विस्फोटक मिश्रण Q ex.en.cm की आंतरिक ऊर्जा के योग के रूप में परिभाषित किया गया है। और किसी दिए गए पदार्थ के दहन की गर्मी ΔQ g. Q vn.en.sm का मान। स्थिर मात्रा और प्रारंभिक तापमान पर विस्फोटक मिश्रण के घटकों की ताप क्षमता के उत्पादों के योग के बराबर है
मिश्रण का तापमान

क्यू ext.en.cm \u003d सी 1 टी + सी 2 टी + ... + सी पी टी

कहाँ पे सी 1, सी 2, सी पी - घटकों की विशिष्ट ताप क्षमता जो बनाते हैं
विस्फोटक मिश्रण, केजे / (किग्रा के); टी -मिश्रण का प्रारंभिक तापमान, K.

निरंतर मात्रा में गैस मिश्रण के विस्फोट तापमान की गणना उसी विधि से की जाती है जैसे निरंतर दबाव पर मिश्रण का दहन तापमान।

विस्फोट का दबाव विस्फोट के तापमान से पाया जाता है। एक बंद मात्रा में गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान दबाव विस्फोट के तापमान और दहन उत्पादों के अणुओं की संख्या के विस्फोटक मिश्रण में अणुओं की संख्या के अनुपात पर निर्भर करता है। गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान, मिश्रण का प्रारंभिक दबाव सामान्य होने पर दबाव आमतौर पर 1.0 एमपीए से अधिक नहीं होता है। जब विस्फोटक मिश्रण में हवा को ऑक्सीजन से बदल दिया जाता है, तो विस्फोट का दबाव तेजी से बढ़ जाता है, क्योंकि दहन का तापमान बढ़ जाता है।

मीथेन, एथिलीन, एसीटोन और के स्टोइकोमेट्रिक मिश्रण का विस्फोट दबाव
ऑक्सीजन के साथ मिथाइल ईथर 1.5 - 1.9 एमपीए है, और हवा के साथ उनका स्टोइकोमेट्रिक मिश्रण 1.0 एमपीए है।

अधिकतम विस्फोट दबाव का उपयोग उपकरण के विस्फोट प्रतिरोध की गणना के साथ-साथ सुरक्षा वाल्व, विस्फोटक झिल्ली और विस्फोट प्रूफ विद्युत उपकरणों के गोले की गणना में किया जाता है। विस्फोट का दबाव आर vzr (MPa में) गैस-वायु मिश्रण की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

आरवज़्र =

कहाँ पे पी 0- विस्फोटक मिश्रण का प्रारंभिक दबाव, एमपीए; टी 0तथा टी vzr- विस्फोटक मिश्रण का प्रारंभिक तापमान और विस्फोट का तापमान, के;

विस्फोट के बाद दहन उत्पादों के गैसों के अणुओं की संख्या;
विस्फोट से पहले मिश्रण के गैस अणुओं की संख्या है।

रूसी संघ की शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी

उच्च व्यावसायिक शिक्षा के राज्य शैक्षिक संस्थान

"ऊफ़ा राज्य पेट्रोलियम तकनीकी विश्वविद्यालय"

"औद्योगिक सुरक्षा और श्रम सुरक्षा" विभाग

विषय पर नियंत्रण कार्य:

दहन और विस्फोट का सिद्धांत

1. विस्फोट पर सैद्धांतिक प्रश्न

दहनशील गैसों (जीएच) और ज्वलनशील तरल पदार्थ (ज्वलनशील तरल पदार्थ) के निष्कर्षण, परिवहन, प्रसंस्करण, उत्पादन, भंडारण और उपयोग से जुड़ी तकनीकी प्रक्रियाओं में, विस्फोटक गैस और वाष्प मिश्रण के बनने का खतरा हमेशा बना रहता है।

हवा और अन्य ऑक्सीकरण एजेंटों (ऑक्सीजन, ओजोन, क्लोरीन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, आदि) के साथ पदार्थों (गैसों, वाष्प, धूल) के मिश्रण से एक विस्फोटक वातावरण बन सकता है और पदार्थ विस्फोटक परिवर्तन (एसिटिलीन, ओजोन, हाइड्राज़ीन, आदि) के लिए प्रवण होते हैं। .).

विस्फोटों के सबसे आम कारणों में उपकरणों के सुरक्षित संचालन के लिए नियमों का उल्लंघन, कनेक्शनों में लीकेज के माध्यम से गैस का रिसाव, उपकरणों का अत्यधिक गर्म होना, अत्यधिक दबाव बढ़ना, तकनीकी प्रक्रिया पर उचित नियंत्रण की कमी, उपकरण के पुर्जों का टूटना या टूटना आदि शामिल हैं। .

विस्फोट की शुरुआत के स्रोत हैं:

खुली लपटें, जलती और लाल-गर्म लाशें;

विद्युत निर्वहन;

रासायनिक प्रतिक्रियाओं और यांत्रिक प्रभावों की थर्मल अभिव्यक्तियाँ;

प्रभाव और घर्षण से चिंगारी:

सदमे की लहरें;

विद्युत चुम्बकीय और अन्य विकिरण।

पीबी 09-540-03 के अनुसार विस्फोट है:

I. पदार्थ की स्थिति में अचानक परिवर्तन और दबाव उछाल या शॉक वेव के साथ जुड़ी संभावित ऊर्जा की क्षणिक रिहाई की प्रक्रिया।

2. अतिरिक्त दबाव बनाने, आंतरिक ऊर्जा की अल्पकालिक रिलीज

एक विस्फोट दहन (ऑक्सीकरण) के साथ या उसके बिना हो सकता है।

विस्फोटक वातावरण की विशेषता वाले पैरामीटर और गुण:

फ़्लैश प्वाइंट;

प्रज्वलन की एकाग्रता और तापमान सीमा;

आत्म-प्रज्वलन तापमान;

सामान्य लौ प्रसार गति;

ऑक्सीजन (ऑक्सीडेंट) की न्यूनतम विस्फोटक सामग्री;

न्यूनतम प्रज्वलन ऊर्जा;

यांत्रिक क्रिया (प्रभाव और घर्षण) के प्रति संवेदनशीलता। श्रमिकों को प्रभावित करने वाले खतरनाक और हानिकारक कारक

विस्फोट से हैं:

सदमे की लहर जिसके सामने दबाव स्वीकार्य मूल्य से अधिक है;

ढहने वाली संरचनाएं, उपकरण, संचार, भवन और संरचनाएं और उनके उड़ने वाले हिस्से;

विस्फोट के दौरान बनने वाले हानिकारक पदार्थ और (या) क्षतिग्रस्त उपकरणों से निकलते हैं, जिसकी कार्य क्षेत्र की हवा में सामग्री अधिकतम अनुमेय सांद्रता से अधिक होती है।

विस्फोट के खतरे को दर्शाने वाले मुख्य कारक:

अधिकतम दबाव और विस्फोट तापमान;

विस्फोट के दौरान दबाव बढ़ने की दर;

शॉक वेव के सामने दबाव;

विस्फोटक वातावरण के क्रशिंग और उच्च विस्फोटक गुण।

एक विस्फोट के दौरान, किसी पदार्थ की प्रारंभिक संभावित ऊर्जा, एक नियम के रूप में, गर्म संपीड़ित गैसों की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो बदले में, जब वे विस्तार करते हैं, गति, संपीड़न और माध्यम के ताप की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाते हैं। . ऊर्जा का एक भाग विस्तारित गैसों की आंतरिक (थर्मल) ऊर्जा के रूप में रहता है।

विस्फोट के दौरान जारी ऊर्जा की कुल मात्रा विनाश के सामान्य मापदंडों (मात्रा, क्षेत्र) को निर्धारित करती है। ऊर्जा एकाग्रता (ऊर्जा प्रति इकाई आयतन) विस्फोट स्थल में विनाश की तीव्रता को निर्धारित करती है। ये विशेषताएं, बदले में, विस्फोट की लहर के कारण विस्फोटक प्रणाली द्वारा ऊर्जा रिलीज की दर पर निर्भर करती हैं।

खोजी अभ्यास में अक्सर होने वाले विस्फोटों को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है: रासायनिक और भौतिक विस्फोट।

रासायनिक विस्फोटों में पदार्थ के रासायनिक परिवर्तन की प्रक्रियाएँ शामिल हैं, जो दहन द्वारा प्रकट होती हैं और थोड़े समय में थर्मल ऊर्जा की रिहाई की विशेषता होती हैं और इतनी मात्रा में कि दबाव तरंगें बनती हैं जो विस्फोट के स्रोत से फैलती हैं।

भौतिक विस्फोटों में ऐसी प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं जो विस्फोट की ओर ले जाती हैं और पदार्थ के रासायनिक परिवर्तनों से जुड़ी नहीं होती हैं।

आकस्मिक विस्फोटों का सबसे आम कारण दहन प्रक्रियाएं हैं। इस तरह के विस्फोट अक्सर विस्फोटकों के भंडारण, परिवहन और निर्माण के दौरान होते हैं। वे होते हैं:

रासायनिक और पेट्रोकेमिकल उद्योगों के विस्फोटक और विस्फोटक पदार्थों को संभालते समय;

आवासीय भवनों में प्राकृतिक गैस के रिसाव के साथ;

अस्थिर या द्रवीभूत ज्वलनशील पदार्थों के निर्माण, परिवहन और भंडारण में;

तरल ईंधन के लिए भंडारण टैंकों को फ्लश करते समय;

ज्वलनशील धूल प्रणालियों और कुछ स्वत: ज्वलनशील ठोस और तरल पदार्थों के निर्माण, भंडारण और उपयोग में।

एक रासायनिक विस्फोट की विशेषताएं

दो मुख्य प्रकार के विस्फोट होते हैं: संघनित विस्फोटकों का विस्फोट और एक बड़ा विस्फोट (धूल-गैस मिश्रण के वाष्प का विस्फोट)। संघनित विस्फोटकों के विस्फोट सभी ठोस विस्फोटकों और नाइट्रोग्लिसरीन सहित तरल विस्फोटकों की अपेक्षाकृत कम संख्या के कारण होते हैं। ऐसे विस्फोटकों का घनत्व आमतौर पर 1300-1800 किग्रा/एम3 होता है, हालांकि, सीसे या पारा वाले प्राथमिक विस्फोटकों का घनत्व बहुत अधिक होता है।

अपघटन प्रतिक्रियाएं:

विस्फोट का सबसे सरल मामला गैसीय उत्पादों के निर्माण के साथ अपघटन की प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, एक बड़े तापीय प्रभाव के साथ हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन और जल वाष्प और ऑक्सीजन का निर्माण:

2H2O2 → 2H2O2 + O2 + 106 kJ/mol

हाइड्रोजन पेरोक्साइड 60% की एकाग्रता से शुरू करना खतरनाक है।

घर्षण या लेड एजाइड के प्रभाव से अपघटन:

Pb (N3) 2 → Pb - 3N2 + 474 kJ / mol।

ट्रिनिट्रोटोलुइन (टीएनटी) एक "ऑक्सीजन की कमी" वाला पदार्थ है और इसलिए इसका एक मुख्य टूटने वाला उत्पाद कार्बन है, जो टीएनटी विस्फोट के दौरान धुएं के गठन में योगदान देता है।

विस्फोटक अपघटन की संभावना वाले पदार्थों में लगभग हमेशा एक या एक से अधिक विशिष्ट रासायनिक संरचनाएं होती हैं जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ प्रक्रिया के अचानक विकास के लिए जिम्मेदार होती हैं। इन संरचनाओं में निम्नलिखित समूह शामिल हैं:

NO2 और NO3 - कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों में;

एन = एन-एन - कार्बनिक और अकार्बनिक एजाइड्स में;

NX3, जहाँ X एक हलोजन है,

फुलमिनेट्स में एन = सी।

थर्मोकैमिस्ट्री के नियमों के आधार पर, ऐसे यौगिकों की पहचान करना संभव प्रतीत होता है जिनकी अपघटन प्रक्रिया विस्फोटक हो सकती है। एक प्रणाली के संभावित खतरे को निर्धारित करने वाले निर्णायक कारकों में से एक अंतिम राज्य की तुलना में प्रारंभिक अवस्था में इसकी आंतरिक ऊर्जा का प्रसार है। यह स्थिति तब संतुष्ट होती है जब किसी पदार्थ के निर्माण की प्रक्रिया में ऊष्मा अवशोषित (एन्डोथर्मिक प्रतिक्रिया) होती है। प्रासंगिक प्रक्रिया का एक उदाहरण तत्वों से एसिटिलीन का गठन है:

2C + H2 → CH = CH - 242 kJ/mol।

गैर-विस्फोटक पदार्थ जो गठन (एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया) के दौरान गर्मी खो देते हैं, उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड शामिल हैं

C + O2 → CO2 + 394 kJ/mol।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि थर्मोकैमिस्ट्री के नियमों का अनुप्रयोग केवल विस्फोटक प्रक्रिया की संभावना को प्रकट करना संभव बनाता है। इसका कार्यान्वयन प्रतिक्रिया की दर और अस्थिर उत्पादों के गठन पर निर्भर करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के साथ कैंडल पैराफिन की प्रतिक्रिया, उच्च एक्सोथर्मिकता के बावजूद, इसकी कम गति के कारण विस्फोट नहीं होता है।

प्रतिक्रिया 2Al+ 4AC2O2 → Al2O3 + 2Fe अपने आप में, उच्च ऊष्माक्षेपी होने के बावजूद भी विस्फोट नहीं करती है, क्योंकि गैसीय उत्पाद नहीं बनते हैं।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, जो दहन प्रतिक्रियाओं का आधार बनती हैं, इस कारण से, उच्च प्रतिक्रिया दर और दबाव वृद्धि को प्राप्त करने के लिए अनुकूल परिस्थितियों में ही विस्फोट हो सकता है। अत्यधिक बिखरे हुए ठोस और तरल पदार्थ के दहन से बंद मात्रा की स्थिति में 8 बार तक का अधिक दबाव हो सकता है। अपेक्षाकृत दुर्लभ, उदाहरण के लिए तरल वायु प्रणालियों में, जहां एरोसोल तेल की बूंदों की धुंध है।

एक्सोथर्मिक प्रभाव और एक वाष्पशील मोनोमर की उपस्थिति के साथ पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रियाओं में, एक चरण अक्सर पहुंच जाता है, जिस पर दबाव में खतरनाक वृद्धि हो सकती है, एथिलीन ऑक्साइड जैसे कुछ पदार्थों के लिए, पोलीमराइज़ेशन कमरे के तापमान पर शुरू हो सकता है, खासकर जब शुरुआती यौगिक पोलीमराइज़ेशन त्वरक पदार्थों से दूषित होते हैं। एथिलीन ऑक्साइड एक एक्ज़ोथिर्मिक मार्ग द्वारा एसीटैल्डिहाइड को आइसोमेराइज़ भी कर सकता है:

CH2CH2O - CH3HC \u003d O + 113.46 kJ / mol

पेंट, वार्निश और रेजिन के उत्पादन में संघनन प्रतिक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और प्रक्रिया की ऊष्मातापीता और वाष्पशील घटकों की उपस्थिति के कारण कभी-कभी विस्फोट हो जाते हैं।

सामान्य स्थितियों का पता लगाने के लिए जो दहन की शुरुआत और विस्फोट के लिए इसके संक्रमण का पक्ष लेते हैं, रासायनिक के कारण वॉल्यूमेट्रिक हीट रिलीज की उपस्थिति में समय पर दहनशील प्रणाली में विकसित तापमान की निर्भरता के ग्राफ (चित्र 1) पर विचार करें। प्रतिक्रिया और गर्मी का नुकसान।

यदि हम ग्राफ़ पर तापमान T1 को एक महत्वपूर्ण बिंदु के रूप में प्रदर्शित करते हैं, जिस पर सिस्टम में दहन होता है, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि ऐसी स्थितियों में जहां गर्मी लाभ से अधिक गर्मी का नुकसान होता है, ऐसा दहन नहीं हो सकता है। यह प्रक्रिया केवल तभी शुरू होती है जब गर्मी रिलीज और गर्मी के नुकसान की दर (संबंधित घटता के संपर्क के बिंदु पर) के बीच समानता तक पहुंच जाती है और बढ़ते तापमान यू के साथ आगे बढ़ सकती है। इस प्रकार, विस्फोट से पहले दबाव।

इस प्रकार, थर्मल इन्सुलेशन के लिए अनुकूल परिस्थितियों की उपस्थिति में, एक दहनशील प्रणाली में एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की घटना से न केवल दहन हो सकता है, बल्कि एक विस्फोट भी हो सकता है।

परिणामी अनियंत्रित प्रतिक्रियाएं जो विस्फोट का पक्ष लेती हैं, इस तथ्य के कारण होती हैं कि गर्मी हस्तांतरण की दर, उदाहरण के लिए, जहाजों में प्रतिक्रिया द्रव्यमान और शीतलक के बीच तापमान अंतर का एक रैखिक कार्य है, जबकि एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की दर और, इस प्रकार, इससे होने वाली ऊष्मा का प्रवाह एक शक्ति कानून के अनुसार बढ़ता है, अभिकर्मकों की प्रारंभिक सांद्रता में वृद्धि के साथ और तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की घातीय निर्भरता के परिणामस्वरूप बढ़ते तापमान के साथ तेजी से बढ़ता है (अरेनियस का नियम) . ये नियमितताएं मिश्रण की सबसे कम जलने की दर और तापमान को कम एकाग्रता इग्निशन सीमा पर निर्धारित करती हैं। जैसे-जैसे ईंधन और ऑक्सीडाइज़र की सांद्रता स्टोइकोमेट्रिक तक पहुँचती है, जलने की दर और तापमान अपने अधिकतम मूल्यों तक बढ़ जाता है।

स्टोइकोमेट्रिक संरचना की गैस की सांद्रता एक ऑक्सीकरण माध्यम के साथ मिश्रण में दहनशील गैस की एकाग्रता है, जिस पर अवशेष के बिना मिश्रण के ईंधन और ऑक्सीडाइज़र की पूर्ण रासायनिक बातचीत सुनिश्चित की जाती है।

3. भौतिक विस्फोट की विशेषताएं

भौतिक विस्फोट, एक नियम के रूप में, वाष्प के दबाव और खांचे से जहाजों के विस्फोट से जुड़े होते हैं। इसके अलावा, उनके गठन का मुख्य कारण रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं है, बल्कि एक संपीड़ित या तरलीकृत गैस की आंतरिक ऊर्जा की रिहाई के कारण एक भौतिक प्रक्रिया है। इस तरह के विस्फोटों की ताकत आंतरिक दबाव पर निर्भर करती है, और विनाश एक विस्तारित गैस या टूटे हुए पोत के टुकड़ों से सदमे की लहर के कारण होता है। एक भौतिक विस्फोट हो सकता है, उदाहरण के लिए, एक पोर्टेबल दबावयुक्त गैस सिलेंडर गिर जाता है और एक दबाव कम करने वाला वाल्व उड़ जाता है। एलपीजी का दबाव शायद ही कभी 40 बार (अधिकांश पारंपरिक एलपीजी का महत्वपूर्ण दबाव) से अधिक होता है।

भौतिक विस्फोटों में तथाकथित भौतिक विस्फोट की घटना भी शामिल है। यह घटना तब होती है जब गर्म और ठंडे तरल पदार्थ मिश्रित होते हैं, जब उनमें से एक का तापमान दूसरे के क्वथनांक से काफी अधिक हो जाता है (उदाहरण के लिए, पिघली हुई धातु को पानी में डालना)। परिणामी वाष्प-तरल मिश्रण में, पिघली हुई बूंदों के बारीक कफ के विकास की प्रक्रियाओं, उनसे तेजी से गर्मी हटाने और इसके मजबूत वाष्पीकरण के साथ ठंडे तरल के गर्म होने के कारण वाष्पीकरण विस्फोटक रूप से आगे बढ़ सकता है।

तरल चरण में अतिरिक्त दबाव के साथ एक सदमे की लहर की उपस्थिति के साथ भौतिक विस्फोट होता है, कुछ मामलों में एक हजार से अधिक वायुमंडल तक पहुंचता है। कई तरल पदार्थों को उन परिस्थितियों में संग्रहीत या उपयोग किया जाता है जहां उनका वाष्प दबाव वायुमंडलीय दबाव से बहुत अधिक होता है। इन तरल पदार्थों में शामिल हैं: तरल ज्वलनशील गैसें (जैसे प्रोपेन, ब्यूटेन) तरलीकृत रेफ्रिजरेंट अमोनिया या फ़्रीऑन कमरे के तापमान पर संग्रहीत मीथेन जिसे भाप बॉयलरों में कम तापमान वाले सुपरहीट पानी में संग्रहित किया जाना चाहिए। यदि सुपरहिट तरल के साथ कंटेनर क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो आसपास के स्थान में भाप का बहिर्वाह होता है और तरल का तेजी से आंशिक वाष्पीकरण होता है। पर्याप्त तेजी से बहिर्वाह और वातावरण में भाप के विस्तार के साथ, विस्फोटक तरंगें उत्पन्न होती हैं। दबाव में गैसों और वाष्प के जहाजों के विस्फोट के कारण हैं:

किसी भी नोड के टूटने, अनुचित संचालन के कारण क्षति या जंग के कारण शरीर की अखंडता का उल्लंघन;

विद्युत ताप या दहन उपकरण के संचालन के तरीके में उल्लंघन के कारण पोत का अधिक गरम होना (इस मामले में, पोत के अंदर दबाव बढ़ जाता है, और शरीर की ताकत उस स्थिति में घट जाती है जिसमें यह क्षतिग्रस्त हो जाती है);

स्वीकार्य दबाव से अधिक होने पर पोत का विस्फोट।

वातावरण में बाद के दहन के साथ गैस कंटेनरों के विस्फोट में मूल रूप से वही कारण होते हैं जो ऊपर वर्णित हैं और भौतिक विस्फोटों की विशेषता हैं। आग के गोले के इस मामले में मुख्य अंतर गठन में निहित है, जिसका आकार वायुमंडल में जारी गैसीय ईंधन की मात्रा पर निर्भर करता है। यह राशि बदले में उस भौतिक अवस्था पर निर्भर करती है जिसमें गैस कंटेनर में है। जब ईंधन सामग्री गैसीय अवस्था में होती है, तो इसकी मात्रा उसी कंटेनर में तरल रूप में संग्रहीत होने की तुलना में बहुत कम होगी। विस्फोट के पैरामीटर, जो इसके परिणामों को निर्धारित करते हैं, मुख्य रूप से विस्फोट क्षेत्र में ऊर्जा के वितरण की प्रकृति और इसके वितरण से निर्धारित होते हैं क्योंकि विस्फोट की लहर विस्फोट के स्रोत से फैलती है।

4. ऊर्जा क्षमता

विस्फोट में बड़ी विनाशकारी शक्ति होती है। विस्फोट की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता पदार्थ की कुल ऊर्जा है। इस सूचक को विस्फोट की ऊर्जा क्षमता कहा जाता है, यह विस्फोट के पैमाने और परिणामों को चिह्नित करने वाले सभी मापदंडों में शामिल है।

उपकरण के आपातकालीन अवसादन के मामले में, इसका पूर्ण प्रकटीकरण (विनाश) होता है;

तरल फैल का क्षेत्र इमारतों या बाहरी स्थापना स्थलों के डिजाइन समाधान के आधार पर निर्धारित किया जाता है;

वाष्पीकरण का समय 1 घंटे से अधिक नहीं लिया जाता है:

ई \u003d ईआईआई1 + ईआईआई2 + ईआईआई1 + ईआईआई2 + ईआईआई3 + ईआईआई4,

विस्फोट फायर फाइटर कमरे खतरा

जहां EI1 वाष्प-गैस चरण के एडियाबेटिक विस्तार और दहन की ऊर्जा का योग है (PGPC सीधे ब्लॉक में स्थित है, kJ;

ЕI2 आसन्न वस्तुओं (ब्लॉक), केजे से अवसादग्रस्त खंड को आपूर्ति की गई एचपीएफ की दहन ऊर्जा है;

EII1 - जीटीएचएफ के दहन की ऊर्जा, विचाराधीन ब्लॉक के सुपरहीट तरल चरण की ऊर्जा के कारण बनती है और आसन्न वस्तुओं केजे से प्राप्त होती है;

EII2 एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की गर्मी के कारण तरल चरण (LP) से बनने वाले PHF के दहन की ऊर्जा है जो अवसादन के दौरान बंद नहीं होती है, kJ;

EII3 PHF की दहन ऊर्जा है। बाहरी ताप वाहक, केजे से गर्मी प्रवाह के कारण एलएफ से गठित;

EII4 PHF के दहन की ऊर्जा है, जो पर्यावरण से गर्मी हस्तांतरण (ठोस सतह और हवा से इसकी सतह पर तरल तक) के कारण एक ठोस सतह (फर्श, फूस, मिट्टी, आदि) पर फैले LF से बनती है। ), केजे।

विस्फोट की कुल ऊर्जा क्षमता के मूल्य और कम द्रव्यमान के मूल्यों और सापेक्ष ऊर्जा क्षमता को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है जो तकनीकी ब्लॉकों की विस्फोटकता को दर्शाता है।

घटा हुआ द्रव्यमान एक विस्फोटक वाष्प-गैस बादल के ज्वलनशील वाष्प (गैसों) का कुल द्रव्यमान है, जो 46,000 kJ / किग्रा के बराबर एकल विशिष्ट दहन ऊर्जा तक कम हो जाता है:

तकनीकी ब्लॉक के विस्फोट Qv की सापेक्ष ऊर्जा क्षमता, जो दहन की कुल ऊर्जा की विशेषता है और सूत्र द्वारा गणना की जा सकती है:

जहां ई तकनीकी इकाई के विस्फोट के खतरे की कुल ऊर्जा क्षमता है।

वाष्प-गैस माध्यम m के कम द्रव्यमान के सापेक्ष ऊर्जा क्षमता Rv के मूल्यों के अनुसार, तकनीकी ब्लॉकों का वर्गीकरण किया जाता है। तकनीकी ब्लॉकों के विस्फोट जोखिम श्रेणी के संकेतक तालिका 1 में दिए गए हैं।

तालिका संख्या

विस्फोट श्रेणी	ओव	एम
मैं	>37	>5000
द्वितीय	27 − 37	2000−5000
तृतीय	<27	<2000

5. टीएनटी समकक्ष। शॉक वेव के सामने अतिरिक्त दबाव

आकस्मिक और जानबूझकर टूटने के जोखिम के स्तर का आकलन करने के लिए, टीएनटी समतुल्य के माध्यम से मूल्यांकन की पद्धति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस पद्धति के अनुसार, विनाश की डिग्री को टीएनटी समकक्ष द्वारा वर्णित किया जाता है, जहां टीएनटी का द्रव्यमान निर्धारित किया जाता है, जो विनाश के दिए गए स्तर का कारण बनता है।रासायनिक रूप से अस्थिर यौगिकों की गणना सूत्रों द्वारा की जाती है:

1 भाप-गैस वातावरण के लिए

q/ - वाष्प-गैस माध्यम का विशिष्ट कैलोरी मान, kJ किग्रा,

qT, TNT kJ/kg की विशिष्ट विस्फोट ऊर्जा है।

2 ठोस और तरल रासायनिक रूप से अस्थिर यौगिकों के लिए

जहां Wk ठोस और तरल रासायनिक रूप से अस्थिर यौगिकों का द्रव्यमान है; qk ठोस और तरल रासायनिक रूप से अस्थिर यौगिकों की विशिष्ट विस्फोट ऊर्जा है। उत्पादन में, गैस-वायु, वाष्प-वायु मिश्रण या धूल का विस्फोट एक शॉक वेव पैदा करता है। भवन संरचनाओं, उपकरणों, मशीनों और संचार के संकल्प की डिग्री, साथ ही साथ लोगों को होने वाली क्षति, शॉक वेव फ्रंट ΔРФ में अतिरिक्त दबाव पर निर्भर करती है (शॉक वेव फ्रंट में अधिकतम दबाव और सामान्य वायुमंडलीय दबाव के बीच का अंतर) इस मोर्चे के आगे)।

एक कंटेनर से एक निश्चित दूरी पर गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान शॉक वेव फ्रंट (ΔРФ) में अतिरिक्त दबाव का निर्धारण करने के लिए दहनशील रासायनिक गैसों और तरल पदार्थों की कार्रवाई का आकलन करने के लिए गणना कम हो जाती है जिसमें एक निश्चित मात्रा में विस्फोटक मिश्रण होता है रखा है।

6. विस्फोट के अतिरिक्त दबाव को निर्धारित करने के लिए गणना

दहनशील गैसों, ज्वलनशील और ज्वलनशील तरल पदार्थों के वाष्प के लिए अतिरिक्त विस्फोट दबाव की गणना एनपीबी 105-03 में निर्धारित पद्धति के अनुसार की जाती है "विस्फोट और आग के खतरे के संदर्भ में परिसर, इमारतों और बाहरी प्रतिष्ठानों की श्रेणियों का निर्धारण "

कार्य: कमरे में हाइड्रोजन सल्फाइड के विस्फोट के अतिरिक्त दबाव का निर्धारण करना।

आरंभिक स्थितियां

हाइड्रोजन लगातार 20 एम 3 की मात्रा के साथ उपकरण में है। डिवाइस फर्श पर स्थित है। पाइपलाइनों के इनलेट और आउटलेट खंडों पर स्थापित गेट वाल्व (मैनुअल) द्वारा सीमित 50 मिमी के व्यास वाली पाइपलाइनों की कुल लंबाई 15 मीटर है। पाइपलाइनों में हाइड्रोजन सल्फाइड की प्रवाह दर 4·10-3 m3/ एस। कमरे के आयाम 10x10x4 मीटर हैं।

कमरे में 8 घंटे-1 की वायु विनिमय दर के साथ आपातकालीन वेंटिलेशन है। आपातकालीन वेंटिलेशन बैकअप प्रशंसकों द्वारा प्रदान किया जाता है, स्वचालित स्टार्ट-अप जब अधिकतम स्वीकार्य विस्फोटक एकाग्रता पार हो जाती है, और विश्वसनीयता की पहली श्रेणी (पीयूई) के अनुसार बिजली की आपूर्ति होती है। कमरे से हवा निकालने के उपकरण संभावित दुर्घटना के स्थान के करीब स्थित हैं।

इमारत की मुख्य भवन संरचनाएं प्रबलित कंक्रीट हैं।

डिजाइन विकल्प का औचित्य

एनपीबी 105-03 के अनुसार, सबसे प्रतिकूल दुर्घटना परिदृश्य, जिसमें विस्फोट के परिणामों के संबंध में सबसे खतरनाक पदार्थों की सबसे बड़ी संख्या शामिल है, को दुर्घटना के डिजाइन संस्करण के रूप में लिया जाना चाहिए।

और एक डिजाइन विकल्प के रूप में, हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ टैंक के अवसादन और उससे बाहर निकलने और कमरे के आयतन में हाइड्रोजन सल्फाइड के इनलेट और आउटलेट पाइपलाइनों के विकल्प को अपनाया गया था।

1) परमाणु C, H, O, N, Cl, Br, I, F से मिलकर व्यक्तिगत दहनशील पदार्थों के लिए अतिरिक्त विस्फोट दबाव सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

(1)

एनपीबी -105-03 के खंड 3 की आवश्यकताओं के अनुसार प्रयोगात्मक रूप से या संदर्भ डेटा से निर्धारित एक बंद मात्रा में स्टोइकोमेट्रिक गैस-वायु या वाष्प-वायु मिश्रण का अधिकतम विस्फोट दबाव कहां है। डेटा के अभाव में, इसे 900 kPa के बराबर लेने की अनुमति है;

प्रारंभिक दबाव, केपीए (101 केपीए के बराबर लेने की अनुमति);

दहनशील गैस (जीजी) का द्रव्यमान या ज्वलनशील (एफएल) और ज्वलनशील तरल पदार्थ (जीएल) के वाष्प एक दुर्घटना, किलो के परिणामस्वरूप कमरे में जारी किए गए;

विस्फोट में ईंधन की भागीदारी का गुणांक, जिसकी गणना आवेदन के अनुसार कमरे के आयतन में गैसों और वाष्प के वितरण की प्रकृति के आधार पर की जा सकती है। इसे तालिका के अनुसार मान लेने की अनुमति है। 2 एनपीबी 105-03। मैं 0.5 के बराबर स्वीकार करता हूं;

कमरे की मुफ्त मात्रा;

ऊफ़ा शहर के लिए अधिकतम पूर्ण हवा का तापमान 39 डिग्री सेल्सियस के बराबर डिजाइन तापमान के रूप में लिया जाता है (एसएनआईपी 23-01-99 "निर्माण जलवायु विज्ञान" के अनुसार)।

नीचे एक कमरे में हाइड्रोजन सल्फाइड के विस्फोट के अधिक दबाव को निर्धारित करने के लिए आवश्यक मात्रा की गणना है।

डिजाइन तापमान पर हाइड्रोजन सल्फाइड का घनत्व:

जहां M हाइड्रोजन सल्फाइड का दाढ़ द्रव्यमान है, 34.08 किग्रा/किमीओल;

v0 मोलर आयतन 22.413 m3/kmol के बराबर है;

0.00367 - थर्मल विस्तार का गुणांक, डिग्री -1;

tp डिज़ाइन तापमान है, 390C (ऊफ़ा के लिए पूर्ण अधिकतम वायु तापमान)।

हाइड्रोजन सल्फाइड की स्टोइकियोमेट्रिक सांद्रता की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

;

जहां β दहन प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन का रससमीकरणमितीय गुणांक है;

एनसी, एनएन, एन0, एनएक्स, ईंधन अणु में सी, एच, ओ परमाणुओं और हालिड्स की संख्या है;

हाइड्रोजन सल्फाइड के लिए (Н2S) एनसी = 1, nн = 4, n0 = 0, nх = 0, इसलिए,

हम β के पाए गए मान को प्रतिस्थापित करते हैं, हमें हाइड्रोजन सल्फाइड के स्टोइकोमेट्रिक सांद्रता का मान मिलता है:

एक डिजाइन दुर्घटना के दौरान कमरे में प्रवेश करने वाले हाइड्रोजन सल्फाइड की मात्रा में उपकरण से निकलने वाली गैस की मात्रा और वाल्व बंद करने से पहले और वाल्व बंद करने के बाद पाइपलाइन से निकलने वाली गैस की मात्रा शामिल होती है:

जहाँ Va उपकरण से निकलने वाली गैस का आयतन है, m3;

V1T - इसके बंद होने से पहले पाइपलाइन से निकलने वाली गैस की मात्रा, m3;

V2T बंद होने के बाद पाइपलाइन से निकलने वाली गैस की मात्रा है, m3;

जहां q तरल की प्रवाह दर है, जिसे तकनीकी नियमों के अनुसार निर्धारित किया जाता है, m3/s;

T कमरे के आयतन में गैस के प्रवाह की अवधि है, जो NPB 105-03 s के खंड 38 के अनुसार निर्धारित किया गया है;

जहाँ d पाइपलाइनों का आंतरिक व्यास है, मी;

एलएन आपातकालीन उपकरण से गेट वाल्व, मी तक पाइपलाइनों की लंबाई है;

इस प्रकार, दुर्घटना के माने गए संस्करण के दौरान कमरे में प्रवेश करने वाले हाइड्रोजन सल्फाइड की मात्रा:

कमरे में हाइड्रोजन सल्फाइड का द्रव्यमान:

यदि ज्वलनशील गैसों, ज्वलनशील या ज्वलनशील गैसों, ज्वलनशील या ज्वलनशील तरल पदार्थों का उपयोग कमरे में किया जाता है, तो बड़े पैमाने पर मूल्य का निर्धारण करते समय, इसे आपातकालीन वेंटिलेशन के संचालन को ध्यान में रखने की अनुमति दी जाती है, अगर यह बैकअप प्रशंसकों के साथ प्रदान किया जाता है, स्वत: शुरू होने पर अधिकतम अनुमेय विस्फोट प्रूफ एकाग्रता पार हो गई है और विश्वसनीयता की पहली श्रेणी (पीयूई) के अनुसार बिजली की आपूर्ति, बशर्ते कि कमरे से हवा निकालने के लिए उपकरण संभावित दुर्घटना के तत्काल आसपास के क्षेत्र में स्थित हों।

उसी समय, ज्वलनशील गैसों या ज्वलनशील या ज्वलनशील तरल पदार्थों के द्रव्यमान को एक फ्लैश बिंदु पर गर्म किया जाता है और इसके ऊपर कमरे के आयतन में प्रवेश किया जाना सूत्र द्वारा निर्धारित गुणांक द्वारा विभाजित किया जाना चाहिए

जहाँ - आपातकालीन वेंटिलेशन द्वारा निर्मित वायु विनिमय की बहुलता, 1 / s। इस कमरे में 8 (0.0022s) की वायु विनिमय दर के साथ वेंटिलेशन है;

ज्वलनशील गैसों और ज्वलनशील और ज्वलनशील तरल पदार्थों के कमरे के आयतन में प्रवेश की अवधि, s, 300 s मानी जाती है। (एनपीबी 105-03 का खंड 7)

दुर्घटना के माने गए संस्करण के दौरान कमरे में हाइड्रोजन सल्फाइड का द्रव्यमान:

विस्फोट गणना परिणाम

विकल्प संख्या	दहनशील गैस	मान, केपीए

हाइड्रोजन सल्फाइड		5	मध्यम भवन क्षति

मेज। कमरों में या खुली जगह में गैस, भाप या धूल-हवा के मिश्रण के दहन के दौरान अधिकतम अनुमेय अतिरिक्त दबाव

प्रारंभिक और परिकलित डेटा को तालिका 2 में संक्षेपित किया गया है।

तालिका 2 - आरंभिक और परिकलित डेटा

सं पी / पी	नाम	पद	मूल्य
1	पदार्थ, उसका नाम और सूत्र	हाइड्रोजन सल्फाइड	H2S
2	आणविक भार, किग्रा kmol-1	एम	34,08
3	तरल घनत्व, किग्रा / एम 3	ρzh	-
4	डिजाइन तापमान पर गैस घनत्व, किग्रा / एम 3	ρg	1,33
5	पर्यावरण का तापमान (विस्फोट से पहले हवा), 0 सी	टी0	39
6	संतृप्त वाष्प दबाव, केपीए	पीएच	28,9
7	Stoichiometric एकाग्रता,% वॉल्यूम।	सीएसटी	29,24
8	कमरे के आयाम - लंबाई, मी - चौड़ाई, मी - ऊंचाई, मी
9	पाइपलाइन आयाम: -व्यास, मी -लंबाई, एम
10	पाइपलाइन में हेप्टेन की खपत, एम3/एस	क्यू	4 10-3
11	वाल्व बंद करने का समय, एस	टी	300
12	आपातकालीन वेंटिलेशन दर, 1/घंटा	ए	8
13	अधिकतम विस्फोट दबाव, केपीए	पीएमएक्स	900
14	प्रारंभिक दबाव, केपीए	पी0	101
15	रिसाव और गैर-एडियाबेटिक गुणांक	के.एन.	3
16	विस्फोट में ईंधन की भागीदारी का गुणांक	जेड	0,5

एनपीबी 105-2003 के अनुसार, विस्फोट और आग के खतरे के लिए परिसर की श्रेणियां तालिका 4 के अनुसार स्वीकार की जाती हैं।

कक्ष श्रेणी	कमरे में स्थित (परिसंचारी) पदार्थों और सामग्रियों के लक्षण
और विस्फोटक	ज्वलनशील गैसें, ज्वलनशील तरल पदार्थ 28 ° C से अधिक नहीं के फ्लैश बिंदु के साथ इतनी मात्रा में कि वे विस्फोटक वाष्प-गैस मिश्रण बना सकते हैं, जिसके प्रज्वलन से कमरे में विस्फोट का अनुमानित दबाव 5 kPa से अधिक हो जाता है। पदार्थ और सामग्री पानी, वायुमंडलीय ऑक्सीजन या एक दूसरे के साथ इतनी मात्रा में बातचीत करते समय विस्फोट और जलने में सक्षम होते हैं कि कमरे में विस्फोट की गणना की गई मात्रा 5 kPa से अधिक हो जाती है।
विस्फोटक और आग खतरनाक	ज्वलनशील धूल या फाइबर, 28 डिग्री सेल्सियस से अधिक के फ्लैश बिंदु के साथ ज्वलनशील तरल पदार्थ, इतनी मात्रा में ज्वलनशील तरल पदार्थ कि वे विस्फोटक धूल-वायु या वाष्प-वायु मिश्रण बना सकते हैं, जिसके प्रज्वलन पर विस्फोट की गणना की गई अधिकता होती है। कमरा 5 kPa से अधिक विकसित होता है।
B1-B4 आग खतरनाक	दहनशील और धीमी गति से जलने वाले तरल पदार्थ, ठोस ज्वलनशील और धीमी गति से जलने वाले पदार्थ और सामग्री (धूल और फाइबर सहित), पदार्थ और सामग्री जो केवल पानी, वायुमंडलीय ऑक्सीजन या एक दूसरे के साथ बातचीत करते समय जल सकते हैं, बशर्ते कि वे जिस कमरे में हों स्टॉक या प्रचलन में हैं, श्रेणी ए या बी में नहीं हैं।
जी	गैर-दहनशील पदार्थ और सामग्री एक गर्म, गरमागरम या पिघली हुई अवस्था में, जिसके प्रसंस्करण के साथ तेज गर्मी, चिंगारी और लपटें निकलती हैं; दहनशील गैसें, तरल पदार्थ और ठोस पदार्थ जिन्हें जला दिया जाता है या ईंधन के रूप में निपटाया जाता है।
डी	ठंडे राज्य में गैर-दहनशील पदार्थ और सामग्री,

निष्कर्ष: कमरा श्रेणी ए से संबंधित है, क्योंकि दहनशील गैस (हाइड्रोजन सल्फाइड) को इतनी मात्रा में छोड़ना संभव है कि यह विस्फोटक वाष्प-गैस-वायु मिश्रण बना सके, जिसके प्रज्वलित होने पर कमरे में विस्फोट का अनुमान लगाया जा सके विकसित, 5 kPa से अधिक।

8. विस्फोट के दौरान तकनीकी इकाई के विस्फोट के खतरे के ऊर्जा संकेतकों के मूल्यों का निर्धारण

ब्लॉक की विस्फोटक ऊर्जा क्षमता E (kJ) ब्लॉक में स्थित गैस-वाष्प चरण के दहन की कुल ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है, इसके एडियाबेटिक विस्तार के कार्य के मूल्य के साथ-साथ इसके मूल्य को भी ध्यान में रखा जाता है। इसकी जलडमरूमध्य के अधिकतम संभव क्षेत्र से वाष्पित तरल के पूर्ण दहन की ऊर्जा, जबकि इसे माना जाता है:

1) उपकरण के आपातकालीन अवसादन के मामले में, इसका पूर्ण प्रकटीकरण (विनाश) होता है;

2) इमारतों या बाहरी स्थापना स्थल के डिजाइन समाधान के आधार पर तरल के रिसाव का क्षेत्र निर्धारित किया जाता है;

3) वाष्पीकरण का समय 1 घंटे से अधिक नहीं माना जाता है:

एडियाबेटिक विस्तार ए (केजे) की ऊर्जा का योग और ब्लॉक में स्थित पीएचएफ का दहन, केजे:

q" = 23380 kJ/kg - PHF (हाइड्रोजन सल्फाइड) के दहन की विशिष्ट ऊष्मा;

26.9 - ज्वलनशील गैस का द्रव्यमान

PGF के एडियाबेटिक विस्तार की ऊर्जा के व्यावहारिक निर्धारण के लिए, सूत्र का उपयोग किया जा सकता है

जहाँ b1 - तालिका से लिया जा सकता है। 5. एडियाबेटिक इंडेक्स के = 1.2 और 0.1 एमपीए का दबाव, यह 1.40 के बराबर है।

तालिका 5. माध्यम के एडियाबेटिक इंडेक्स और प्रक्रिया इकाई में दबाव के आधार पर गुणांक बी 1 का मान

अनुक्रमणिका	सिस्टम दबाव, एमपीए
adiabats	0,07-0,5	0,5-1,0	1,0-5,0	5,0-10,0	10,0-20,0	20,0-30,0	30,0-40,0	40,0-50,0	50,0-75,0	75,0-100,0
के = 1.1	1,60	1,95	2,95	3,38	3,08	4,02	4,16	4,28	4,46	4,63
कश्मीर = 1.2	1,40	1,53	2,13	2,68	2,94	3,07	3,16	3,23	3,36	3,42
के = 1.3	1,21	1,42	1,97	2,18	2,36	2,44	2,50	2,54	2,62	2,65
कश्मीर = 1.4	1,08	1,24	1,68	1,83	1,95	2,00	2,05	2,08	2,12	2,15

0 kJ PHF की दहन ऊर्जा है, जो आसन्न वस्तुओं (ब्लॉक), kJ से अवसादग्रस्त खंड पर पहुंची। कोई सन्निकट ब्लॉक नहीं हैं, इसलिए यह घटक शून्य है।

0 kJ PHF के दहन की ऊर्जा है, जो विचाराधीन ब्लॉक के सुपरहीट LF की ऊर्जा के कारण बनती है और समय के दौरान आसन्न वस्तुओं से प्राप्त होती है।

0 kJ PHF के दहन की ऊर्जा है, जो LF से एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं की गर्मी के कारण बनती है जो अवसादन के दौरान बंद नहीं होती है।

0 kJ PHF की दहन ऊर्जा है, जो बाहरी ऊष्मा वाहकों से ऊष्मा प्रवाह के कारण तरल चरण से बनती है।

0 kJ PHF की दहन ऊर्जा है, जो एक ठोस सतह (फर्श, फूस, मिट्टी, आदि) पर फैले तरल से बनती है, जो पर्यावरण से गर्मी हस्तांतरण (ठोस सतह और हवा से इसकी सतह पर तरल तक) के कारण बनती है। .

ब्लॉक के विस्फोट के खतरे की ऊर्जा क्षमता है:

ई = 628923.51 केजे।

विस्फोटक ई की कुल ऊर्जा क्षमता के मूल्यों का उपयोग कम द्रव्यमान के मूल्यों और सापेक्ष ऊर्जा क्षमता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है जो तकनीकी ब्लॉकों की विस्फोटकता को दर्शाता है।

एक विस्फोटक वाष्प-गैस बादल m के दहनशील वाष्प (गैसों) का कुल द्रव्यमान, 46,000 kJ / किग्रा के बराबर एकल विशिष्ट दहन ऊर्जा तक कम हो गया:

तकनीकी इकाई की विस्फोटकता Qv की सापेक्ष ऊर्जा क्षमता की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

सापेक्ष ऊर्जा क्षमता Qb और वाष्प-गैस माध्यम m के कम द्रव्यमान के मूल्यों के अनुसार, तकनीकी ब्लॉकों का वर्गीकरण किया जाता है। श्रेणियों के संकेतक तालिका में दिए गए हैं। 5.

तालिका 4. तकनीकी ब्लॉकों की विस्फोट जोखिम श्रेणियों के संकेतक

विस्फोट श्रेणी	Qv	मी, किग्रा
मैं	> 37	> 5000
द्वितीय	27 - 37	2000 - 5000
तृतीय	< 27	< 2000

निष्कर्ष: कमरा विस्फोट के खतरे की III श्रेणी से संबंधित है, क्योंकि हाइड्रोजन सल्फाइड के विस्फोटक वाष्प-गैस बादल का कुल द्रव्यमान एक विशिष्ट दहन ऊर्जा में 16.67 किलोग्राम है, विस्फोट की सापेक्ष ऊर्जा क्षमता 5.18 है।

9. कमरे में गैस-वायु मिश्रण की विस्फोटक सांद्रता की गणना। PUE के अनुसार विस्फोट और आग के खतरे के लिए परिसर की श्रेणी का निर्धारण

आइए हम कमरे में हाइड्रोजन सल्फाइड की विस्फोटक सांद्रता की मात्रा निर्धारित करें:

जहाँ m कमरे में वाष्प-वायु मिश्रण का द्रव्यमान है, किग्रा,

एनकेपीवी - ज्वलन की कम सांद्रता सीमा, जी/एम3।

कमरे में वाष्प-वायु मिश्रण की सांद्रता होगी:

जहाँ VCM कमरे में हाइड्रोजन सल्फाइड की विस्फोटक सांद्रता का आयतन है, m3, VC6 कमरे का मुक्त आयतन है, m3।

गणना के परिणाम तालिका 6 में प्रस्तुत किए गए हैं।

तालिका 6. गैस-वायु मिश्रण की एकाग्रता की गणना के परिणाम

PUE के अनुसार, विचाराधीन कमरा कक्षा B-Ia से संबंधित है - कमरों में स्थित ज़ोन, जिसमें सामान्य ऑपरेशन के दौरान, दहनशील गैसों के विस्फोटक मिश्रण (कम प्रज्वलन सीमा की परवाह किए बिना) या हवा के साथ ज्वलनशील तरल वाष्प नहीं बनते हैं, लेकिन केवल दुर्घटनाओं और खराबी के परिणामस्वरूप ही संभव हैं।

10. विस्फोट के दौरान विनाश क्षेत्रों का निर्धारण। विनाश क्षेत्रों का वर्गीकरण

गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान विनाश क्षेत्र की त्रिज्या परिशिष्ट 2 पीबी 09-540-03 में वर्णित विधि के अनुसार निर्धारित की गई थी।

विस्फोट में शामिल गैस-वाष्प पदार्थों (किलो) का द्रव्यमान उत्पाद द्वारा निर्धारित किया जाता है

जहाँ z विस्फोट में शामिल हाइड्रोजन सल्फाइड के कम द्रव्यमान का अनुपात है (GG के लिए यह 0.5 है),

टी कमरे में हाइड्रोजन सल्फाइड का द्रव्यमान है, किग्रा।

विस्फोट जोखिम के स्तर का आकलन करने के लिए टीएनटी समतुल्य का उपयोग किया जा सकता है। वाष्प-गैस माध्यम WT (kg) के विस्फोट के टीएनटी समकक्ष प्रकृति की पर्याप्तता और वाष्प-गैस बादलों के विस्फोट के दौरान विनाश की डिग्री के साथ-साथ ठोस और तरल रासायनिक रूप से अस्थिर यौगिकों के अनुसार निर्धारित किया जाता है।

गैस-वाष्प वातावरण के लिए, विस्फोट के टीएनटी समतुल्य की गणना की जाती है:

जहां 0.4 शॉक वेव के गठन पर सीधे खर्च किए गए गैस-वाष्प माध्यम की विस्फोट ऊर्जा का अंश है;

0.9 शॉक वेव के गठन पर सीधे खर्च किए गए ट्रिनिट्रोटोलुइन (टीएनटी) की विस्फोट ऊर्जा का अंश है;

q" - वाष्प-गैस माध्यम का विशिष्ट कैलोरी मान, kJ/kg;

क्यूटी - टीएनटी, केजे / किग्रा की विशिष्ट विस्फोट ऊर्जा।

विनाश का क्षेत्र रेडी आर द्वारा निर्धारित सीमाओं वाला क्षेत्र है, जिसका केंद्र माना जाता है कि तकनीकी ब्लॉक या तकनीकी प्रणाली के अवसादन का सबसे संभावित स्थान है। प्रत्येक ज़ोन की सीमाओं को शॉक वेव एआर के सामने अतिरिक्त दबाव के मूल्यों की विशेषता होती है और, तदनुसार, आयाम रहित गुणांक K। फ्रैक्चर ज़ोन का वर्गीकरण तालिका 6 में दिया गया है।

तालिका 7. वायु-ईंधन मिश्रण के बादलों के विस्फोटक परिवर्तन के दौरान संभावित विनाश का स्तर

डैमेज जोन वर्ग	डीपीआर, केपीए	प्रति	विनाश क्षेत्र	प्रभावित क्षेत्र की विशेषताएं
1	≥100	3,8	भरा हुआ	बेसमेंट सहित इमारतों और संरचनाओं के सभी तत्वों का विनाश और पतन, लोगों के जीवित रहने का प्रतिशत; प्रशासनिक के लिए - सामान्य प्रदर्शन की इमारतों और नियंत्रण भवनों - 30%; औद्योगिक भवनों और पारंपरिक डिजाइन की संरचनाओं के लिए - 0%।
2	70	5,6	बलवान	ऊपरी मंजिलों की दीवारों और छत के हिस्से का विनाश, दीवारों में दरारें बनना, निचली मंजिलों की छत का विरूपण। प्रवेश द्वारों को साफ करने के बाद शेष तहखानों का सीमित उपयोग संभव है। मानव जीवन रक्षा प्रतिशत: पारंपरिक डिजाइन के प्रशासनिक और सुविधा भवनों और नियंत्रण भवनों के लिए - 85%: औद्योगिक भवनों और पारंपरिक डिजाइन की संरचनाओं के लिए - 2%
3	28	9,6	मध्यम	मुख्य रूप से द्वितीयक तत्वों (छत, विभाजन और दरवाजे के भराव) का विनाश। ओवरलैपिंग, एक नियम के रूप में, पतन नहीं करते हैं। परिसर का एक हिस्सा मलवा हटाने और मरम्मत करने के बाद उपयोग के लिए उपयुक्त है। लोगों के जीवित रहने का प्रतिशत: - सामान्य प्रदर्शन वाले प्रशासनिक भवनों और प्रबंधन भवनों के लिए - 94%।
4	14	28	कमज़ोर	खिड़की और दरवाजे की भराई और विभाजन का विनाश। बेसमेंट और निचली मंजिलें पूरी तरह से संरक्षित हैं और मलबे को हटाने और उद्घाटन को सील करने के बाद अस्थायी उपयोग के लिए उपयुक्त हैं। लोगों के जीवित रहने का प्रतिशत: - सामान्य प्रदर्शन वाले प्रशासनिक भवनों और नियंत्रण भवनों के लिए - 98%; औद्योगिक भवनों और पारंपरिक डिजाइन की संरचनाएं - 90%
5	≤2	56	ग्लेज़िंग	कांच के भराव का विनाश। जीवित बचे लोगों का प्रतिशत - 100%

विनाश क्षेत्र (एम) की त्रिज्या सामान्य शब्दों में अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहाँ K एक आयाम रहित गुणांक है जो किसी वस्तु पर विस्फोट के प्रभाव को दर्शाता है।

कमरे में ईंधन-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान विनाश क्षेत्रों की त्रिज्या की गणना के परिणाम तालिका 7 में प्रस्तुत किए गए हैं।

तालिका 7 - विनाश क्षेत्रों की त्रिज्या की गणना के परिणाम

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

1. बेस्चस्नोव एम.वी. औद्योगिक विस्फोट। मूल्यांकन और चेतावनी। - एम। रसायन विज्ञान, 1991।

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रूसी और विदेशी वैज्ञानिकों द्वारा दहनशील मिश्रणों की दहन प्रक्रियाओं के अध्ययन ने ज्वाला प्रसार की गति सहित दहन प्रक्रिया के साथ होने वाली कई घटनाओं को सैद्धांतिक रूप से प्रमाणित करना संभव बना दिया है। गैस मिश्रण में लौ प्रसार की गति का अध्ययन वेंटिलेशन, रिकवरी, आकांक्षा और अन्य प्रतिष्ठानों की पाइपलाइनों में गैस-वायु प्रवाह की सुरक्षित गति निर्धारित करना संभव बनाता है जिसके माध्यम से गैस और धूल-हवा के मिश्रण को ले जाया जाता है।

1889 में, रूसी वैज्ञानिक वी.ए. मिशेलसन ने सामान्य या धीमी दहन के दौरान और विस्फोट के दौरान ज्वाला प्रसार के दो सीमित मामलों पर विचार किया।

सामान्य ज्वाला प्रसार और विस्फोट के सिद्धांत को एन.एन. के कार्यों में और विकसित किया गया था। सेमेनोवा, के.आई. शेलकिना, डी.ए. फ्रैंक-कामेनेत्स्की, एल.एन. खितरीना, ए.एस. सोकोलिका, वी.आई. स्कोबेल्किन और अन्य वैज्ञानिक, साथ ही विदेशी वैज्ञानिक बी लुईस, जी एल्बे और अन्य नतीजतन, विस्फोटक मिश्रणों के प्रज्वलन का एक सिद्धांत बनाया गया था। हालांकि, ज्वाला प्रसार की घटना को सक्रिय केंद्रों के प्रसार के रूप में व्याख्या करने या श्रृंखला समाप्ति स्थितियों द्वारा लौ प्रसार की सीमाओं की व्याख्या करने के प्रयास पर्याप्त नहीं हैं।

1942 में, सोवियत वैज्ञानिक वाई.बी. ज़ेल्डोविच ने गैसों के दहन और विस्फोट के सिद्धांत के प्रावधानों को तैयार किया। दहन का सिद्धांत मुख्य प्रश्नों का उत्तर प्रदान करता है: क्या किसी दिए गए मिश्रण का मिश्रण ज्वलनशील होगा, विस्फोटक मिश्रण की जलने की दर क्या होगी, लौ की किन विशेषताओं और रूपों की अपेक्षा की जानी चाहिए। सिद्धांत कहता है कि गैस या वाष्प-वायु मिश्रण का विस्फोट एक तात्कालिक घटना नहीं है। जब दहनशील मिश्रण में प्रज्वलन स्रोत पेश किया जाता है, तो प्रज्वलन स्रोत के क्षेत्र में ऑक्सीडाइज़र के साथ ईंधन की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया शुरू होती है। इस क्षेत्र के कुछ प्राथमिक आयतन में ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया की दर अधिकतम तक पहुँच जाती है - दहन होता है। एक माध्यम के साथ प्राथमिक आयतन की सीमा पर दहन को लौ मोर्चा कहा जाता है। लौ सामने एक गोले की तरह दिखती है। लौ के सामने की मोटाई, Ya.B के अनुसार। ज़ेल्डोविच, 1 - 100 माइक्रोन के बराबर है। यद्यपि दहन क्षेत्र की मोटाई छोटी है, यह दहन प्रतिक्रिया के आगे बढ़ने के लिए पर्याप्त है। दहन प्रतिक्रिया की गर्मी के कारण लौ के सामने का तापमान 1000 - 3000 0 C है और दहनशील मिश्रण की संरचना पर निर्भर करता है। लौ के मोर्चे के पास, मिश्रण का तापमान भी बढ़ जाता है, जो तापीय चालकता, गर्म अणुओं के प्रसार और विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण के कारण होता है। लौ के मोर्चे की बाहरी सतह पर, यह तापमान दहनशील मिश्रण के आत्म-प्रज्वलन तापमान के बराबर होता है। पाइप की धुरी के साथ मिश्रण के तापमान में समय के बिंदुओं पर परिवर्तन को चित्रमय रूप से दिखाया गया है। 4.1। गैस की परत क्यूसी 1जिसमें मिश्रण का तापमान बढ़ जाता है, सामने लौ है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, ज्वाला का अग्र भाग फैलता है (तक क्यूसी 2) पाइप की अंतिम दीवारों के किनारे लेकिनतथा एम, बिना जले हुए मिश्रण को एक निश्चित गति से दीवार की ओर विस्थापित करना एम, और जली हुई गैस दीवार की ओर लेकिन. ज्वलनशील मिश्रण के प्रज्वलित होने के बाद, लौ का गोलाकार आकार बहुत जल्दी विकृत हो जाता है और अधिक से अधिक अभी भी असंतृप्त मिश्रण की ओर खींचा जाता है। लौ के मोर्चे का विस्तार और इसकी सतह में तेजी से वृद्धि गति की गति में वृद्धि के साथ होती है

लौ का केंद्र। यह त्वरण तब तक रहता है जब तक कि लौ पाइप की दीवारों को नहीं छूती या किसी भी स्थिति में पाइप की दीवार के करीब नहीं आती। इस समय, लौ का आकार तेजी से घटता है, और इसका केवल एक छोटा सा हिस्सा ही लौ से बचा रहता है, जो पाइप के पूरे खंड को कवर करता है। लौ के मोर्चे का विस्तार और एक चिंगारी से प्रज्वलन के तुरंत बाद इसका तीव्र त्वरण, जब लौ अभी तक पाइप की दीवारों तक नहीं पहुंची है, दहन उत्पादों की मात्रा में वृद्धि के कारण होता है। इस प्रकार, लौ के सामने के गठन की प्रक्रिया के प्रारंभिक चरण में, गैस मिश्रण की ज्वलनशीलता की डिग्री की परवाह किए बिना, लौ का त्वरण और बाद में मंदी होती है, और यह मंदी लौ की गति जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक होगी।

चावल। 4.1। लौ के सामने और पीछे तापमान परिवर्तन: 1 - क्षेत्र

दहन उत्पाद; 2 - लौ सामने; 3 - स्व-प्रज्वलन क्षेत्र;

4 - प्रीहीटिंग ज़ोन; 5 - प्रारंभिक मिश्रण

लौ के सामने हीटिंग ज़ोन की चौड़ाई पर विचार करें। इस क्षेत्र में कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है और कोई गर्मी नहीं निकलती है। ताप क्षेत्र की चौड़ाई एल(सेमी में) निर्भरता से निर्धारित किया जा सकता है:

कहाँ पे एकथर्मल विसारकता है; विज्वाला प्रसार की गति है।

मीथेन-वायु मिश्रण के लिए, हीटिंग ज़ोन की चौड़ाई 0.0006 मीटर है, हाइड्रोजन-वायु मिश्रण के लिए यह बहुत छोटा (3 माइक्रोन) है। बाद में दहन एक मिश्रण में होता है जिसका राज्य तापीय चालकता और पड़ोसी परतों से घटकों के प्रसार के परिणामस्वरूप पहले ही बदल चुका है। प्रतिक्रिया उत्पादों के मिश्रण का ज्वाला गति की गति पर कोई विशिष्ट उत्प्रेरक प्रभाव नहीं होता है।

आइए अब हम गैस मिश्रण में लौ के सामने के वेग पर विचार करें। रैखिक यात्रा की गति वि(एम/एस में) सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है

बड़े पैमाने पर जलने की दर, g / (cm × m 2) कहाँ है, p प्रारंभिक दहनशील मिश्रण का घनत्व है, kg / m 3।

ज्वाला मोर्चे की रैखिक गति स्थिर नहीं है, यह मिश्रण की संरचना और अक्रिय (गैर-दहनशील) गैसों के मिश्रण, मिश्रण का तापमान, पाइप के व्यास आदि के आधार पर भिन्न होती है। की अधिकतम गति लौ का प्रसार मिश्रण के स्टोइकोमेट्रिक सांद्रता पर नहीं, बल्कि ईंधन की अधिकता वाले मिश्रण में देखा जाता है। जब ज्वलनशील मिश्रण में अक्रिय गैसें डाली जाती हैं, तो ज्वाला प्रसार की गति कम हो जाती है। यह मिश्रण के दहन तापमान में कमी से समझाया गया है, क्योंकि गर्मी का हिस्सा निष्क्रिय अशुद्धियों को गर्म करने पर खर्च किया जाता है जो प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं। अक्रिय गैस की ऊष्मा क्षमता ज्वाला प्रसार की दर को प्रभावित करती है। एक अक्रिय गैस की ऊष्मा क्षमता जितनी अधिक होती है, उतना ही यह दहन तापमान को कम करता है और उतना ही यह ज्वाला प्रसार की गति को कम करता है। इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ पतला मीथेन और हवा के मिश्रण में, ज्वाला प्रसार का वेग आर्गन से पतला मिश्रण की तुलना में लगभग तीन गुना कम हो जाता है।

जब मिश्रण पहले से गरम हो जाता है, तो ज्वाला प्रसार की गति बढ़ जाती है। यह स्थापित किया गया है कि ज्वाला प्रसार वेग मिश्रण के प्रारंभिक तापमान के वर्ग के समानुपाती होता है।

पाइपों के व्यास में वृद्धि के साथ, लौ के प्रसार की गति असमान रूप से बढ़ जाती है।

पाइपों के व्यास में 0.10 - 0.15 मीटर की वृद्धि के साथ, गति काफी तेज़ी से बढ़ जाती है; पाइपों के व्यास में और वृद्धि के साथ, यह बढ़ना जारी है, लेकिन कुछ हद तक। तापमान में वृद्धि तब तक होती है जब तक व्यास एक निश्चित सीमित व्यास तक नहीं पहुंच जाता है, जिसके ऊपर गति में वृद्धि नहीं होती है। पाइप के व्यास में कमी के साथ, लौ के प्रसार की गति कम हो जाती है, और एक निश्चित छोटे व्यास पर, लौ पाइप में नहीं फैलती है। इस घटना को पाइप की दीवारों के माध्यम से गर्मी के नुकसान में वृद्धि से समझाया जा सकता है।

ज्वाला प्रसार की सामान्य गति अपेक्षाकृत कम है (दस मीटर प्रति सेकंड से अधिक नहीं), लेकिन कुछ शर्तों के तहत, पाइप में ज्वाला जबरदस्त गति से फैलती है (2 से 5 किमी / सेकंड से), ध्वनि की गति से अधिक एक दिया हुआ माध्यम। इस घटना को विस्फोट कहा जाता है। विस्फोट की विशिष्ट विशेषताएं इस प्रकार हैं:

1) पाइप व्यास की परवाह किए बिना निरंतर जलने की दर;

आइए हम निरंतर क्रॉस सेक्शन की एक लंबी ट्यूब में तेज दहन से विस्फोट तक के संक्रमण पर विचार करें जब मिश्रण को बंद सिरे पर प्रज्वलित किया जाता है। लौ के सामने के दबाव में, दहनशील मिश्रण में संपीड़न तरंगें उत्पन्न होती हैं - शॉक वेव्स। शॉक वेव में, गैस का तापमान उन मूल्यों तक बढ़ जाता है, जिस पर मिश्रण अनायास लौ के सामने बहुत आगे तक प्रज्वलित हो जाता है। दहन की इस विधि को विस्फोट कहा जाता है। जैसे-जैसे लौ आगे बढ़ती है, दीवार से सटे परतों की गति मंद हो जाती है और तदनुसार, पाइप के केंद्र में मिश्रण की गति तेज हो जाती है; गति वितरण

क्रॉस-अनुभागीय विकास असमान हो जाता है। गैस मिश्रण के जेट दिखाई देते हैं, जिसकी गति सामान्य दहन के दौरान गैस मिश्रण के औसत वेग से कम होती है, और जेट तेजी से आगे बढ़ते हैं। इन शर्तों के तहत, मिश्रण के सापेक्ष ज्वाला का वेग बढ़ जाता है, प्रति यूनिट समय में जलने वाली गैस की मात्रा बढ़ जाती है, और लौ के मोर्चे की गति गैस जेट के अधिकतम वेग से निर्धारित होती है।

प्रति यूनिट समय में जलने वाली गैस की कुल मात्रा में वृद्धि को इस तथ्य से समझाया गया है कि क्रॉस सेक्शन पर एक वेग चर के साथ एक जेट में, लौ का मोर्चा मुड़ा हुआ है; इसके परिणामस्वरूप, इसकी सतह बढ़ जाती है और ज्वलनशील पदार्थ की मात्रा आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है।

ज्वलनशील मिश्रणों के जलने की दर को कम करने के तरीकों में से एक लौ पर अक्रिय गैसों की क्रिया है, लेकिन उनकी कम दक्षता के कारण, वर्तमान में मिश्रण में हैलोजेनेटेड हाइड्रोकार्बन जोड़कर रासायनिक दहन निषेध का उपयोग किया जाता है।

ज्वलनशील गैस मिश्रण के दो सैद्धांतिक दहन तापमान होते हैं - स्थिर आयतन पर और स्थिर दबाव पर, पहला हमेशा दूसरे से अधिक होता है।

धारा 1 में निरंतर दबाव पर कैलोरीमीटर दहन तापमान की गणना करने की विधि पर विचार किया जाता है। आइए एक स्थिर मात्रा में गैस मिश्रण के सैद्धांतिक दहन तापमान की गणना करने की विधि पर विचार करें, जो एक बंद बर्तन में विस्फोट से मेल खाती है। एक स्थिर आयतन पर सैद्धांतिक दहन तापमान की गणना उन्हीं स्थितियों पर आधारित होती है जो सेक में इंगित की गई हैं। 1.7।

जब गैस मिश्रण को एक बंद आयतन में जलाया जाता है, तो दहन के उत्पाद काम नहीं करते हैं; विस्फोट की ऊर्जा केवल विस्फोट के उत्पादों को गर्म करने में खर्च होती है। इस मामले में, कुल ऊर्जा को विस्फोटक मिश्रण Q vn.en.cm की आंतरिक ऊर्जा और दिए गए पदार्थ के दहन की गर्मी के योग के रूप में परिभाषित किया गया है। Q ext.cm का मान स्थिर मात्रा में विस्फोटक मिश्रण के घटकों की ताप क्षमता के उत्पादों और मिश्रण के प्रारंभिक तापमान के योग के बराबर है

क्यू vn.en.cm \u003d s 1 T + s 2 T + ... + s n T,

जहाँ c 1 , c 2 , c n विस्फोटक मिश्रण बनाने वाले घटकों की विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ हैं, kJ/(kg × K); T मिश्रण का प्रारंभिक तापमान है, K.

Q int.en.cm का मान संदर्भ तालिकाओं में पाया जा सकता है। निरंतर मात्रा में गैस मिश्रण के विस्फोट तापमान की गणना उसी विधि से की जाती है जैसे निरंतर दबाव पर मिश्रण का दहन तापमान।

विस्फोट का दबाव विस्फोट के तापमान से पाया जाता है। एक बंद मात्रा में गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान दबाव विस्फोट के तापमान और दहन उत्पादों के अणुओं की संख्या के विस्फोटक मिश्रण में अणुओं की संख्या के अनुपात पर निर्भर करता है। गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान, यदि मिश्रण का प्रारंभिक दबाव सामान्य था, तो दबाव आमतौर पर 1.0 एमपीए से अधिक नहीं होता है। जब विस्फोटक मिश्रण में हवा को ऑक्सीजन से बदल दिया जाता है, तो विस्फोट का दबाव तेजी से बढ़ जाता है, क्योंकि दहन का तापमान बढ़ जाता है।

एक स्टोइकोमेट्रिक गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट के दौरान, मिश्रण में नाइट्रोजन को गर्म करने पर महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी खर्च की जाती है, इसलिए ऐसे मिश्रण का विस्फोट तापमान ऑक्सीजन के साथ मिश्रण के विस्फोट तापमान से बहुत कम होता है। इस प्रकार, मीथेन, एथिलीन, एसीटोन और मिथाइल ईथर के स्टोइकोमेट्रिक मिश्रण का विस्फोट दबाव

आरए ऑक्सीजन के साथ 1.5 - 1.9 एमपीए है, और हवा के साथ उनका स्टोइकोमेट्रिक मिश्रण 1.0 एमपीए है।

अधिकतम विस्फोट दबाव का उपयोग उपकरण के विस्फोट प्रतिरोध की गणना के साथ-साथ सुरक्षा वाल्व, विस्फोटक झिल्ली और विस्फोट प्रूफ विद्युत उपकरणों के गोले की गणना में किया जाता है।

गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट दबाव P vzr (MPa में) की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

जहां पी 0 विस्फोटक मिश्रण का प्रारंभिक दबाव है, एमपीए; टी 0 और टी vzr - विस्फोटक मिश्रण का प्रारंभिक तापमान और विस्फोट का तापमान, के; विस्फोट के बाद दहन उत्पादों के गैसों के अणुओं की संख्या है; विस्फोट से पहले मिश्रण में गैस के अणुओं की संख्या है।

उदाहरण 4.1 . एथिल अल्कोहल वाष्प और वायु के मिश्रण के विस्फोट पर दबाव की गणना करें।

पी 0 \u003d 0.1 एमपीए; टी वीजेडआर = 2933 के; टी 0 \u003d 273 + 27 \u003d 300 के; \u003d 2 + 3 + 11.28 \u003d 16.28 मोल; \u003d 1 + 3 + 11.28 \u003d 15.28 मोल।

1 विधि में स्थिर आयतन के एक गोलाकार प्रतिक्रिया पोत में गैस और वाष्प-वायु मिश्रण के विस्फोट के दबाव में वृद्धि की अधिकतम और औसत दर के लिए ऊपरी सीमा निर्धारित करना शामिल है।

KPa s -1 में दबाव वृद्धि की अधिकतम दर की ऊपरी सीमा की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

कहाँ पे पी मैं- प्रारंभिक दबाव, केपीए;

एस तथा। मैं- प्रारंभिक दबाव और तापमान पर ज्वाला प्रसार की सामान्य गति, m · s -1;

एक- गोलाकार प्रतिक्रिया पोत की त्रिज्या, मी;

आयाम रहित अधिकतम विस्फोट दबाव;

आर  - अधिकतम पूर्ण विस्फोट दबाव, केपीए;

 तथा- अध्ययन के तहत मिश्रण के लिए रुद्धोष्म सूचकांक;

 दबाव और तापमान के एक समारोह के रूप में सामान्य लौ प्रसार वेग के कार्य के रूप में एक थर्मोकाइनेटिक प्रतिपादक है। यदि मान  अज्ञात, इसे 0.4 के बराबर लिया जाता है।

KPa s -1 में दबाव बढ़ने की औसत दर की ऊपरी सीमा की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

, (98)

जहां मापदंडों का एक कार्य है  इ ,  तथा ,  , जिसके मान अंजीर में दिखाए गए नामोग्राम का उपयोग करके पाए जाते हैं। 26 और 27।

मूल्यों  इतथा  तथाथर्मोडायनामिक गणना द्वारा पाए जाते हैं या गणना की असंभवता के मामले में क्रमशः 9.0 और 1.4 के बराबर लिए जाते हैं।

सूत्र (97) और (98) द्वारा गणना की सापेक्ष मूल-माध्य-वर्ग त्रुटि 20% से अधिक नहीं है।

2. परमाणु C, H, O, N, S, F, Cl वाले पदार्थों के लिए गैस और वाष्प-वायु मिश्रण के विस्फोट दबाव में वृद्धि की अधिकतम दर सूत्र द्वारा गणना की जाती है

, (99)

कहाँ पे वी- प्रतिक्रिया पोत का आयतन, मी 3 ।

सूत्र (99) द्वारा गणना की सापेक्ष मूल-माध्य-वर्ग त्रुटि 30% से अधिक नहीं है।

ठोस पदार्थों और सामग्रियों के थर्मल सहज दहन की स्थितियों के प्रायोगिक निर्धारण की विधि

1. हार्डवेयर.

थर्मल सहज दहन की स्थितियों को निर्धारित करने के लिए उपकरण में निम्नलिखित तत्व शामिल हैं।

1.1। कम से कम 40 डीएम 3 के कामकाजी कक्ष की क्षमता वाला थर्मोस्टेट एक थर्मोस्टेट के साथ जो आपको 3 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं की त्रुटि के साथ 60 से 250 डिग्री सेल्सियस तक निरंतर तापमान बनाए रखने की अनुमति देता है।

1.2। ढक्कन के साथ 35, 50, 70, 100, 140 और 200 मिमी ऊँचे (प्रत्येक आकार के 10 टुकड़े) आकार के घन या बेलनाकार आकार की संक्षारण प्रतिरोधी धातु से बनी टोकरियाँ। बेलनाकार टोकरी का व्यास उसकी ऊंचाई के बराबर होना चाहिए। टोकरी की दीवार की मोटाई (1.0 ± 0.1) मिमी है।

1.3। थर्मोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर (3 से कम नहीं) अधिकतम कामकाजी जंक्शन व्यास 0.8 मिमी से अधिक नहीं है।

2. परीक्षा की तैयारी।

2.1। सुधार निर्धारित करने के लिए एक अंशांकन परीक्षण करें ( टी टी) थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स की रीडिंग के लिए 2 तथा 3 . ऐसा करने के लिए, एक गैर-दहनशील पदार्थ (उदाहरण के लिए, कैलक्लाइंड रेत) के साथ एक टोकरी को थर्मोस्टैट में एक निश्चित तापमान पर गर्म किया जाता है। थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स (चित्र। 2) को इस तरह से स्थापित करें कि एक थर्मोइलेक्ट्रिक कनवर्टर का कार्य जंक्शन नमूने के संपर्क में है और इसके केंद्र में स्थित है, दूसरा टोकरी के बाहरी हिस्से के संपर्क में है, तीसरा है टोकरी की दीवार से (30 ± 1) मिमी की दूरी। सभी तीन थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स के कामकाजी जंक्शनों को थर्मोस्टैट की मध्य रेखा के समान क्षैतिज स्तर पर स्थित होना चाहिए।

1 , 2 , 3 - थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स के कार्य जंक्शन।

एक गैर-दहनशील पदार्थ के साथ एक टोकरी को एक स्थिर शासन स्थापित होने तक थर्मोस्टैट में रखा जाता है, जिसमें सभी थर्मोइलेक्ट्रिक की रीडिंग होती है

10 मिनट के लिए ट्रांसड्यूसर अपरिवर्तित रहते हैं या औसत तापमान के आसपास एक निरंतर आयाम के साथ उतार-चढ़ाव करते हैं टी 1 , टी 2 , टी 3 . संशोधन  टी T की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

, (100)

2.2। परीक्षण के लिए नमूने परीक्षण पदार्थ (सामग्री) के औसत गुणों की विशेषता होनी चाहिए। शीट सामग्री का परीक्षण करते समय, इसे टोकरी के आंतरिक आयामों के अनुरूप ढेर में एकत्र किया जाता है। अखंड सामग्रियों के नमूनों में, (7.0 ± 0.5) मिमी के व्यास वाला एक छेद थर्मोइलेक्ट्रिक कनवर्टर के लिए केंद्र में पूर्व-ड्रिल किया जाता है।