Cтраница 2
Заземление далеко не пссгда решает проблему защиты от статического электричества. Например, заземление резервуара, заполняемого наэлектризованной жидкостью, лишь исключает накопление заряда, натекающего из объема жидкости, на его стенках, : е ускоряя процесс рассснлаикя сто в жидкости. Но заземление гезепвуара все же играет важную роль, исключая возможность появления потенциала на стенках и развитие разрядов с пего па землю. [16]
Например, подвод электростатических зарядов при подаче в резервуар наэлектризованной жидкости в однородном поле неизбежно приводит к искре. В неоднородном поле ток короны может оказаться достаточным для того, чтобы предотвратить возрастание разности потенциалов до уровня, при котором может образоваться искра; другими словами, устанавливается равновесие между током подводимых зарядов и током короны. [17]
Электрическое поле в частично заполненных наэлектризованной жидкостью прямоугольных резервуарах с учетом динамики накопления и релаксации поверхностных зарядов. В ходе экспериментальных исследований электрических полей при заполнении резервуаров наэлектризованными жидкостями было замечено, что в ряде случаев после окончания налива электрическое поле в паровоздушном пространстве спадает более медленно, чем это должно было бы быть при равномерном распределении заряда в объеме жидкости. [18]
Экспериментальные данные о разряде первоначально наэлектризованной жидкости ( / / си) значительно более многочисленны. Во всех случаях точно сохраняется экспоненциальный закон утечки заряда; правда, при весьма сильно наэлектризованных жидкостях для этого приходится допустить изменение удельной электропроводности. Однако, как уже было показано выше, для этого допущения имеются вполне убедительные основания. Применительно к практическим целям проектирования и расчета оборудования для релаксации зарядов ( релаксационные баки на аэродромных топливозаправщиках) это означает, что аппаратура может не справиться со своим назначением именно в тот момент, когда ее надежная работа особенно необходима. [19]
Разряды в поле наэлектризованной жидкости по своей феноменологии и энергетическим характеристикам существенно отличаются от обычных искровых разрядов между металлическими электродами. Рассмотрим в общих чертах специфику развития разрядов СЭ на примере заполнения резервуара ( рис. 3.1) наэлектризованной жидкостью через трубу, расположенную у днища резервуара. По центральной оси резервуара разместим заземленный сферический электрод. По осевой линии резервуара напряженность электрического поля приобретает наибольшие значения. [20]
Результаты расчета С / в центре поверхности жидкости по (4.35) приведены на рис. 4.5. С увеличением производительности заполнения резервуара коэффициент а падает, при этом, как следует из полученных зависимостей, значение U возрастает. Если в (4.35) принять / О, то получим выражение для расчета потенциала при экспоненциальном распределении заряда по объему наэлектризованной жидкости. [21]
Горизонтальные цилиндрические резервуары, применяемые на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, обычно имеют длину, в несколько раз превышающую диаметр. Расчеты, проведенные по (4.44), показывают, что при определении полей в горизонтальных цилиндрических резервуарах, у которых длина более чем в 3 раза превышает его диаметр, торцевые стенки не оказывают заметного влияния на значение максимального потенциала наэлектризованной жидкости. Этот вывод легко подтверждается расчетами полей в прямоугольных резервуарах, описывающих горизонтальные цилиндрические резервуары, с теми же длинами и со стороной, равной диаметру резервуаров. Решение в этом случае сводится к двумерной задаче, что существенно сокращает время расчетов на ЭВМ. [22]
Опасности возникновения разрядов внутри резервуара в ходе его заполнения можно избежать правильным определением искробезопасной производительности подачи жидкости, при которой входная плотность зарядов СЭ меньше, чем это необходимо для возникновения искрообра-зования. Однако на практике не просто выбрать такую оптимальную скорость закачки жидкости, при которой обеспечивалась бы и безопасность процесса, и его высокая производительность, поскольку возникающее в резервуаре электрическое поле связано с производительностью закачки жидкости весьма сложными зависимостями. Кроме того, возникает довольно трудный вопрос о критерии оценки опасности СЭ при закачке наэлектризованной жидкости в резервуар. Этот критерий должен быть достаточно универсальным и доступным для его количественного определения. [23]
Низкая электропроводность нефтепродуктов обусловливает их заметную склонность к электризации. Процесс разделения зарядов при взаимодействии жидкостей с твердыми веществами, перемешивании и распылении жидкостей присущ практически всем жидкостям, содержащим носители электрического заряда. Однако наиболее интенсивно электризуются плохо проводящие жидкости, которые способны относительно долгое время удерживать в своем объеме электрические заряды. Это приводит к тому, что простое увеличение объема наэлектризованной жидкости в резервуаре сопровождается и возрастанием общего количества зарядов СЭ в данной емкости. Таким образом, возможность заметной электризации жидкостей определяется двумя на первый взгляд противоречивыми условиями: низкой электропроводностью и наличием в жидкости носителей электрических зарядов. [24]
Наэлектризованная жидкость, протекающая по металлическому трубопроводу, сама по себе никакой опасности не создает. Аварийное состояние может иметь место при наличии открытой поверхности заряженной горючей жидкости. Этому условию соответствуют операции по заполнению резервуаров нефтепродуктами, которые на пути в резервуар приобрели значительный заряд СЭ, при этом над зеркалом жидкости существует легковоспламеняющаяся паровоздушная смесь и электрическое поле зарядов СЭ. При достаточно высокой плотности зарядов напряженность электрического поля может достигать критических значений, при которых в пространстве над зеркалом жидкости возможно развитие электрических разрядов, способных воспламенить паровоздушную смесь. На практике такие разряды могут развиваться с выступающих элементов конструкции внутри резервуара или со среза наливной трубы. Аналогичные условия возникают в случае погружения в резервуар, только Что заполненный наэлектризованной жидкостью, каких-либо предметов в целях измерения уровня или взятия пробы жидкости. В этом случае электрическое поле концентрируется около вводимого в резервуар предмета и напряженность его в определенных условиях может также достигать разрядных значений. [25]