směsi

Na dotaz odpověděl Ing. Jiří Vala, Ph.D.

БЕЗПЕКА ПРАЦІ – СПРАВА КОЖНОГО РОБОТОДАВЦЯ ТА ПРАЦІВНИКА / Bezpečnost práce je věcí každého zaměstnavatele a zaměstnance

Cílem článku je stanovení výbuchových parametrů, jmenovitě výbuchového tlaku a rychlosti nárůstu výbuchového tlaku, propanu a metanu se vzduchem v závislosti na třech počátečních parametrech: čase, koncentraci a teplotě. Komplexní studium základních jevů spojených s procesy výbuchu bylo provedeno ve specifické variantě výbuchové komory o objemu 0,020 m3. Celkem bylo experimentálně získáno přibližně 70 originálních záznamů tlaku na čase, ze kterých bylo možné vypočítat deflagrační indexy, laminární rychlosti hoření čela plamene a stanovit dobu od iniciace do maximálního výbuchového tlaku. Dále byly provedeny termodynamické výpočty predikcí adiabatického výbuchového tlaku a adiabatické teploty plamene. Prezentovaný výzkum je obousměrně propojen předáváním originálních výsledků do průmyslové sféry pro protivýbuchovou ochranu, ale i s oblastmi charakterizace výbuchu za nestandardních podmínek. Výsledky charakteristik zkoumaného systému jsou obzvláště důležité po stránce hranic současných znalostí a zkušeností s dosahem na tvorbu nových norem.

Alkoholy jsou molekuly obsahující hydroxylovou funkční skupinu (-OH), která je vázána na atom uhlíku alkylu nebo substituovaného alkylu. Hydroxylová funkční skupina silně přispívá k fyzikálním vlastnostem alkoholů. V příspěvku byly prezentovány predikce výbuchových parametrů dvou isomerů propanolu, popis experimentální aparatury pro měření výbuchových parametrů směsí isomerů propanolu a vzduchu, experimentální procedura pro měření směsí alkoholů se vzduchem a analýza závislosti výbuchových parametrů na počáteční teplotě. Originalitou práce je zhodnocení vzájemného vztahu výbuchových parametrů na strukturním uspořádání atomů v molekule při různých počátečních podmínkách (koncentrace a teplota). Výsledky propojují základní a aplikovaný výzkum a vedou k realizaci tzv. aplikačně zaměřeného základního výzkumu.

V literatuře je omezené množství informací o výbuších toxických hořlavých látek. Je prezentována experimentální studie pro různé směsi CO-vzduch v maximálním rozmezí koncentrací CO od 12,5 - 0,2 obj. % do 70,5 + 0,2 obj. % ve směsi se vzduchem při okolním atmosférickém tlaku (101 kPa) a teplotě (298 K). Experimentálně získané hodnoty výbuchových charakteristik - pmax, (dp/dt)max, KG, LEL, UEL, LOC jsou porovnány s výsledky matematického modelování tohoto plynu.

V tomto článku jsou prezentovány maximální výbuchový tlak, pmax, maximální rychlost nárůstu výbuchového tlaku, (dp/dt)max, deflagrační index, KG, spodní mez výbušnosti, LEL, horní mez výbušnosti, UEL a limitní koncentrace kyslíku, LOC směsi etanolu se vzduchem při počátečních teplotách 25 °C, 65 °C, 80 °C a tlaku 1 bar. Autor prezentuje hodnoty pmax: 9,1±0,91 bar, (dp/dt)max: 388±38 bar/s, KG: 105±11 bar·m/s, LEL: 4,0-0,2 obj. %, LOC / N2: 8,5±0,2 obj. % (psatC2H5OH  = 0,078 bar) pro 25 °C; pmax: 8,3±0,83 bar, (dp/dt)max: 372±37 bar/s, KG: 100±10 bar·m/s, LEL: 3,5-0,2 obj. %, UEL: 19,0+0,2 obj. %, LOC / N2: 8,0±0,2 obj. % (psatC2H5OH  = 0,583 bar) pro 65 °C; pmax: 8,0±0,80 bar, (dp/dt)max: 259±26 bar/s, KG: 70±7 bar·m/s, LEL: 3,0-0,2 obj. %, UEL: 23,0+0,2 obj. %, LOC / N2: 7,5±0,2 obj. % (psatC2H5OH  = 1,083 bar) pro 80 °C.

Hodnoty výbuchových parametrů jsou v současnosti publikovány hlavně pro čisté látky, tj. etanol a etylacetát za standardních „atmosférických“ podmínek (20 °C a 101 kPa dle IUPAC). V literatuře nejsou uvedeny žádné hodnoty výbuchových charakteristik směsí etanolu-etylacetátu-vzduchu, které by pokrývaly podmínky, při kterých je průmyslově používán, tj. od 20 °C do 80 °C. V tomto článku jsou prezentovány maximální výbuchový tlak, pmax, maximální rychlost nárůstu výbuchového tlaku, (dp/dt)max, a deflagrační index, KG, při teplotách 60 °C a 80 °C a tlaku 101 kPa. Dále jsou prezentovány vypočtené hodnoty a trend maximálního adiabatického výbuchového tlaku, tj. tlaku za ideálních podmínek, bez vlivu tvorby sazí a ochlazovacího efektu stěn autoklávu pro obě zvolené teploty a jejich porovnání s daty získanými experimentálně za daných zkušebních podmínek. Autor prezentuje hodnoty pmax: 7,18±0,359 kPa, (dp/dt)max: 249,7±37,46 bar/s a KG: 67,6±10,15 bar·m/s (psatC2H6O  = 46,750 kPa, psatC4H8O2 = 55,827 kPa) pro 60 °C a pmax: 6,55±0,328 bar, (dp/dt)max: 216,1±32,42 bar/s a KG: 58,6±8,79 bar·m/s (psatC2H6O = 112,767, psatC4H8O2 = 104,132 kPa) pro 80 °C.

The present work addresses theoretical prediction and experimental determination of explosion characteristics (explosion pressure, maximum explosion pressure, adiabatic explosion pressure). The correlations of experimental data obtained from either from experiment or thermodynamic model are presented. The goal of this article is to show: how the experimental data can be correlated from a uniform point a view through non-dimensionalization, and how the proposed polynomial function can be derived directly from the behavior of dimensionless plots of the experimental data. At the same time, the theoretical study applying on maximum explosion pressure is presented and shows the detail analysis for different input thermodynamic data files. The maximum explosion pressures, computed by assuming chemical equilibrium within the explosion front are examined in comparison with the measured explosion pressures of two gases (CH4 and H2) at atmospheric conditions.