| Пределы воспламенения
(взрываемости). Газовоздушная
смесь может воспламеняться только при определенных объемных
соотношениях газа и
воздуха. Наименьшее и наибольшее значение содержания газа в смеси, в
пределах между
которыми возможно воспламенение, называют соответственно нижним и
верхним
пределами воспламенения. Эти же пределы соответствуют и условиям
взрываемости
газовоздушных смесей. Если, например, в воздухе помещения котельной
каждые 100 м3
объема в результате утечки
будут содержать не менее 5 м3
природного газа, то при наличии источника огня может произойти взрыв.
По
химической сущности взрыв не отличается от горения,
но происходит мгновенно.
При взрыве газовоздушной смеси, заполняющей какую-либо емкость
(помещение,
топка, газоходы), выделяется теплота, за счет которой расширяются
продукты
сгорания. Резкий скачок давления газов может разрушить ограждающие
конструкции.
Наиболее взрывоопасны газы, которые характеризуются малыми значениями
нижних
пределов воспламенения и низкими температурами воспламенения (например,
пеитан). Таким газом, обладающим, кроме того, и высоким верхним
пределом
воспламенения, является ацетилен, широко применяемый для сварочных
работ. Если
учесть, что ацетилен обладает очень низкой температурой воспламенения,
то
станут ясными повышенные требования техники безопасности при
использовании
этого газа.
Скорость горения
(распространения пламени).
Эта характеристика газового топлива определяет скорость, с которой
элемент фронта
пламени распространяется относительно свежей смеси, или скорость, с
которой
перемещается фронт пламени относительно невоспламенившейся смеси.
Например,
если в трубке, заполненной газовоздушной смесью, поджечь эту смесь с
конца
трубки, то ближайший к источнику огня слой смеси воспламенится и
начнется реакция
горения. Выделившейся при этом теплоты будет достаточно для нагрева
последующего слоя смеси до температуры воспламенения. Горение будет
направлено
в сторону еще не воспламенившейся смеси с определенной скоростью.
Очевидно, что
в случае перемещения самой смеси в противоположном направлении с такой
же скоростью
фронт пламени займет неподвижное положение. Если газовоздушная смесь
вытекает
из газовыходного отверстия спокойно с небольшой скоростью (ламинарное
движение),
то газовый факел имеет устойчивую конусообразную форму. Поверхность
факела представляет
собой фронт пламени. Устойчивость фронта пламени определяется скоростью
потока
по сечению трубки: в центре она наибольшая, а у поверхности стенки
близка к
нулю.
Скорость движения частицы, находящейся
на поверхности
фронта пламени, изображена стрелкой, направленной вдоль оси трубки. Эту
скорость можно разложить на две составляющие: нормальную (т. е.
перпендикулярную) к поверхности фронта пламени и касательную к ней. В
противоположном направлении к нормальной составляющей скорости движения
направлена равная ей нормальная скорость распространения пламени. У
основания
конуса касательная составляющая скорости отсутствует и поджигание
газовоздушной
смеси обеспечивает кольцевая зона устойчивого горения на выходе из
трубки.
Нарушение соответствия между скоростью выхода газовоздушной смеси и
скоростью
горения приводит к нарушению фронта пламени. Если скорость выхода смеси
выше
скорости горения, происходит отрыв пламени (удаление пламени от
газовыходного
отверстия без его погасания) или срыв пламени (отрыв пламени,
сопровождающийся
его погасанием). Если скорость выхода смеси меньше скорости горения,
происходит
проскок пламени (перемещение пламени внутрь горелки).
При большой скорости
выхода газовоздушной смеси (турбулентное движение) фронт пламени теряет
свою форму
и приобретает пульсирующий вихреобразный характер. При таких условиях
сжигания
газа принимают специальные меры, обеспечивающие постоянное поджигание
газовоздушной
смеси.
Из компонентов газового топлива
наибольшей скоростью
горения характеризуется водород, наименьшей — метан, бутан.
Скорость горения
газовоздушной смеси определяется составом газового топлива,
соотношением его в
смеси с воздухом, давлением и температурой смеси. Предварительный
нагрев смеси
повышает скорость горения пропорционально квадрату отношения абсолютных
температур нагретой и холодной смеси. При диаметре отверстий или
размере щелей,
из которых выходит газовоздушная смесь, меньшем определенной для
данного газа
величины, называемой критической, распространение пламени внутрь трубки
становится невозможным. Пламя не проникает также через медные или
латунные
сетки (например, защитные сетки переносных электрических ламп) или
сосуды,
заполненные гравием, через отверстия с диаметром, не превышающим
следующих
значений, мм: для природного газа — 2,5, сланцевого
— 2, коксового — 1,5.
Ширина щели, через которую пламя природного газа не проникает,
составляет 1,2 мм.
Огнепреградительные свойства таких
устройств объясняются тем, что они обладают большой поверхностью,
хорошо отводящей
тепло. Это обеспечивает снижение температуры горячих газов ниже
температуры
воспламенения.
Влажность газов.
Несмотря на осушку газа в
местах его добычи, во многих случаях он поступает в
системугазоснабжения с
некоторым количеством водяных паров. Кроме того, вода может попасть в
газопроводы в период их строительства. Условия насыщения и другие
зависимости
влажности газов от температуры аналогичны этим зависимостям для
воздуха. При
низких температурах, особенно в местах выхода подземного газопровода на
поверхность, углеводородные газы и водяные пары образуют инееобразное
вещество (кристаллогидраты),
которое может закупорить газопровод. Кристаллогидраты химически
неустойчивы и
легко распадаются на углеводородный газ и водяной пар.
Коррозионные свойства газов.
Некоторые газы
(диоксид и оксид углерода, сероводород и др.) вызывают коррозию, т. е.
разрушение металла при температурах 500—700 °С.
Особенно опасны кислородная и
сернокислотная виды коррозии, происходящие при низких температурах. При
конденсации водяных паров, содержащихся в отходящих газах, кислород,
растворяясь в воде, взаимодействует с металлом, а оксиды серы и вода
образуют сернистую
или серную кислоты, разрушающие металл.
Одоризация.
Одним из основных условий
безопасного использования газового топлива является возможность
обнаружения
наличия его в воздухе при утечках. Для этого используют специальные
приборы — газоиндикаторы
или газосигнализаторы. Однако наиболее простымобщедоступным способом
является
обнаружение газа в воздухе по запаху. Природные газы запаха не имеют.
Только
коксовый газ обладает достаточно ощутимым и характерным запахом.
Поэтому в
газовое топливо, не имеющее запаха, вводят вещество с сильным,
характерным
запахом, называемое одорантом, например этилмеркаптан. Количество
вводимого
одоранта должно быть таким, чтобы запах ощущался человеком с нормальным
обонянием
при содержании газа в воздухе (по объему), равном 1/5 нижнего предела
воспламенения. Для искусственных газов, из-за большого содержания в них
оксида углерода,
количество вводимого одоранта определяется условиями их токсичности.
Проверку
одоризации газов производят по специальной методике.
Источник:
ООО «Вемиру»
E-mail:
info@stroimrem.ru
URL:
www.stroimrem.ru
Недорогие входные двери с отделкой мдф пользуются постоянной популярностью. |
