Устройство для определения пирофорных характеристик газодисперсных систем

Устройство для определения пирофорных характеристик газодисперсных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПИРОФОРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, содержащее вертикальную .трубчатую печь с инжектором, смотровым окном, датчиками температуры, подключенными к регистратору, о т уличающееся тем, что, с целью определения индукционного периода воспламенения и расширения области применения, верхняя часть печи снабжена двумя соосными визуализационными трубками в одной из которых установлена, лампа подсветки, а в другой - фотоэлемент, соединенный с фотоэлектронным умножителем, включенным в измерительную схему регистратора, при этом смотровое окно установлено на нижнем торце печи с рубашкой охлаждения узла креплеi ния, причем внутреняя полость печи соединена с атмосферой припомощи сл водяного затвора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

O9) сэ (5П 0 01 Б 25/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)2552014/18-25 (22)06 ° 12.77 (46)07.01.84. Бюл. М 1 (72)A.Á. Рыжик, Ю.Н. Козлов, Б.Р. Осипов и В.С. Махин (71)Всесоюзный научно-исследователь. ский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (53)538.546(088.8) (56) 1. СаввеХ Н, L1ebmsn I. ComЪией1оп апа FIem . 1959, 3, 467.

2. Недин В.В. и др. Взрывоопасность металлических порошков. Киев, "Наукова думка", 1971,, с. 119 (прототип).. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЦИРОФОРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, содержашее вертикальную,трубчатую печь с инжектором, смотровым окном, датчиками температуры, подключенными к регистратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения индукционного периода воспламенения и расширения области применения, верхняя часть печи снабжена двумя соосными визуалнзационными трубками в одной из которых установлена, лампа подсветки, а в другой — фотоэлемент, соединенный с фотоэлектронным умножителем, включенным в измерительную схему регистратора, при этом смотровое окно установлено на нижнем торце печи с рубашкой охлаждения узла крепления, причем внутреняя полость печи Е.

Р соединена с атмосферой при помощи водяного затвора.

1065753

Изобретение относится к определе. нию характеристик горючих порошков и пылей как металлического, так и органического происхождения, и предназначено для установления степени пожаро- и взрывоопасности дисперсных материалов.

Известно устройство для определения температуры воспламенения, в частности, порошков алюминия, магния и их сплавов в воздушной среде.

Такое устройство представляет собой обогреваемую реакционную камеру (вертикальную трубку ). Для измерения температуры на внешней стороне реакционной камеры установлена термопара, 15 включенная в измерительную схему.

Малый диаметр реакционной камеры приводит к искажению получаемых значений температуры воспламенения, так как величина диаметра должна 20 быть не менее критического значеьия

<,50 мм). Впрыск взвеси осуществляется снизу реакционной трубки. Инжектирующее устройство отсутствует.

Обогреваемая часть реакционной камеры составляет 35 мм (1).

Ввиду сравнительно невысокой рав-, 1 номерности концентрации взвеси по высоте и сечению реакционной трубки и температуры невозможно получение стабильных воспроизводных и точных результатов.

Известно также устройство для определения пирофорных . характеристик газодисперсных. систем, содержащее 35 вертикальную трубчатую печь с инжектором, смотровым окном и датчиками температуры, подключенными к регистратору (2 3.

Используемая в этом устройстве 40 конструкция инжектора не обеспечи-. вает равномерного распределения концентрации аэрозоля по высоте и . сечению трубки, что приводит к искажению данных по температуре воспламенения.

Неравномерный обогрев реакционного пространства по высоте, возникающий из-за краевых эффектов на греющей спирали, вызывает распределение температуры по высоте с максимумом в центральном сечении.

Печь негерметична, что делает невозможным определение температуры воспламенения в газовых средах, отличных по составу от воздушной. 55

УстройствО не обеспечивает измерения задержек воспламенения, которые необходимы для установления точного значения температуры воспламенения

1 температуре воспламенения должны 60 соответствовать максимальные длительности задержек ), температурной зависимости периода индукции как характеристики, используемой при устаНЬении кинетических констант воспла65 менения, вид этой зависимости представляет самостоятельный научный интерес.

Из тепловой теории следует, что период индукции является функцией температуры среды и на пределе воспламенения стремится к бесконечности поэтому установление минимальной температуры воспламенения может быть проведено только с учетом временных характеристик процесса. Вез указания значений задержки воспламенения говорить о температуре воспламенения бессмысленно.

Таким образом, с помощью известного устройства могут быть проведены приближенные сравнительные оценки температуры воспламенения, в то время как по указанным причинам истинные значения температуры воспламенения не могут быть установлены.

Цель изобретения — определение индукционного периода воспламенения и расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что верхняя часть печи снабжена двумя соосными визуализационными трубками, в одной- из которых установлена лампа подсветки, а в другой — фотоэлемент, соединенный с фотоэлектронным умножителем, включенным в изме-, рительную схему регистратора, при этом смотровое окно установлено на нижнем торце печи с рубашкой охлаждения узла крепления, причем внутренняя полость печи соединена с атмосферой водяными затворами.

Установка на печи двух соосных визуализационных трубок, ламп подсветки, фотоэлемента и фотоэлектронного умножителя, включенных в элек- тронную измерительную схему, позволяет одновременно с температурой определять индукционный период воспламенения и контролировать правильность измерения температуры воспламе)нения и установление кинетических констант воспламенения.

Герметизация нижнего конца печи посредством установки окна с рубашкой охлаждения узла крепления и при этом сообщение печи с атмосферой при помощи водяного затвора позволяет определить температуру воспламенения аэрозолей не только в воздухе но и в различных газовых средах и делает устройство универсальным.

Выполнение инжектора в виде расширяющегося сопла с углом раскрытия

8-12О с рубашкой охлаждения и наличие самостоятельных блоков спиралей (не менее трех ) для об .грева по высо" те создают равномерную концентрацию смеси по высоте и сечению реакционной камеры <и равномерную. температуру в реакционной камере, поскольку весь градиент температуры сосредото1065753 чен в выходном сечении сопла. Это позволяет повысить точность измерения, температуры воспламенения и воспроизводимость результатов, что сокращает количество опытов, На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит иэ двух основных узлов — герметичной вертикальной трубчатой печи и автоматической системы управления опытом и измерения температуры воспламенения и индукционных периодов.

Вертикальная трубчатая печь включает в себя реакционную камеру 1, которая в верхней части имеет инжектор 2 с рубашкой 3 охлаждения для сокращения времени пребывания частиц в термически неоднородном поле и окно

4 подсветки.

Для равномерного обогрева реак- 20 ционной камеры установлено три блока 5 спиралей обогрева, питающихся от .трансформатора 6. В центральной и краевых областях реакционной трубки смонтированы термопары 7, вклю- . 25 ченные в потенциометры 8 для измерения и автоматического регулирования температуры в реакционной камере 1 печи.

В нижней части печи имеется рубаш 30 ка 9 для охлаждения узла крепления смотрового окна.10, штуцер 11 с водяным затвором 12 для сброса избыточ- ного давления, возникающего в резуль-. тате нагрева газа, и обеспечения герметичности, штуцер 13 для системы вакуумирования и наполнения камеры соответствующим газом.

Водяной раствор используется в качестве устройства, позволяющего поддерживать в реакционной камере постоянное атмосферное давление вне зависимости от температуры.

Охлаждение узла крепления смотрового окна предтовращает его разрушение, которое могло бы возникнуть из-за интенсивных термических нагрузок.

Импульс газа к иавеске образца подается от пневмосистемы, питающей реакционную камеру (не показаны). 50

Напряжение газового потока показано стрелкой 14.

Автоматическая система измерения задержки воспламенения состоит из пусковой и стбповой схема. 55

Пусковая схема предназначена для фиксирования момента инжекции порснака в реакционное пространство печи и включает в себя две соосные визу» 60 алиэационные трубки 4, установленные в плоскости нижнего среза иижектирующего сопла 2, лампу 16 подсветки, фотоэлемент 15, типа СЦВ-1,включенный на "Пуск" электронного частотомера 17 типа ЧЗ-33 через усилитель

18 и тиратронное реле 19, Стоповая система служит.для регистрации момента воспламенения. Она состоит иэ. Фотоэлектронного умножителя 20 типа ФЭУ-19 М, установленного под смотровым окном. 10, включенного на "Стоп" электронного частотомера 17 через. усилитель 21 и тиратронное реле 22.

Питание электронной схемы произво-. дится от блока 23 питания.

Работа стенда осуществляется следующим образом.

В печи посредством потенциометра 8 устанавливается заданная темпе. ратура. Газодисперсный импульсный поток от пневмосистемы, направление которого показано стрелкой 14, поступает через инжектор 2 в реакционную камеру печи 1, где происходит воспламенение взвеси. Момент во пламенения определяется визуально или с помощью киносъемки через окно

10. Затем температуру печи понижают до тех пор, пока воспламенение становится невозможным. Минимальная температура печи, при которой еще происходит воспламенение и принимается за температуру воспламенения взвеси.

Пля определения температуры воспламенения в различных газовых средах через штуцер вакуумируют реакционную камеру. Затем в нее подают соответствующий газ определенной концентрации и определяют температуру воспламенения.

Одновременно с температурой воспламенения, определяется период индук. ции воспламенения следующим образом. фронт газодисперсного импульсного потока в выходном сечении инжектора

2 пересекает луч света от источника

16. Вследствие прерывания световсго луча в цепи нагрузки фотоэлемента 15 происходит положительный скачок напряжения. Этот импульс, предварительно усиленный усилителем 18, поступает на тиратронное реле 19, работаю .,ее в ключевом режиме.

С анода тиратронного реле 19 сиг нал отрицательной полярности с амплитудой 100 В подается на пусковой вхсд счетчика времени — электронного частотомера 17.

Сигнал от фотоэлектронного умножителя 20, возникающий в момент воспламенения исследуемого продукта, после усиления усилителем 21 гоступает на тиратронное реле 22 и далее на стоповый вход счетчика времени— электронный частотомер 17.

Таким образом, задержка воспламенения определяется как интервал speмени между моментами инжекции и воспламенением взвеси, фиксируемыми

1065753

Составитель Л. Жаркова

Техред Т. Фанта: Корректор М. Шароши

Редактор Л. Филь

Заказ 11033/44 Тираж 828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 частотомером. Результат со шкалы частотомера считывается оператором.

Наличие двух соосных визуализациоиных трубок одновременно с определением температуры позволяет определить индукционный период воспламенения.

Наличие окна у нижнего конца печи и сообщение печи с водяным затвором герметизирует печь и делает устроЯство универсальным, так как становится возможным определить температу ру воспламенения не только в воздухе,. но и в различных газовых средах.