Преддетонационное расстояние
Cтраница 3
На рис. VII1 - 4 графически изображено изменение отношения конечного давления Рк, возникающего при взрыве ацетилена, к начальному давлению Рн в зависимости от величины К - отношения преддетонационного расстояния LA к длине трубы LTp. На основе анализа рис. VIII-4 можно установить возможность детонации и оценить давление, которое при этом развивается. [31]
Преддетонационный разгон пламени в трубе, характеризуется расстоянием от точки зажигания до места возникновения детонации. Преддетонационное расстояние возрастает с повышением температуры исходной горючей среды и сокращается с понижением начального давления. Разбавление смеси инертным газом или избыточным компонентом, замедляющее дефлаграционное горение, затрудняет переход к детонации. Абсолютное значение преддетона-ционного расстояния возрастает с увеличением диаметра трубы; однако если это расстояние измерять диаметрами трубы, детонация возникает легче в широких трубах. Как правило, преддетонацион-ное расстояние для гладкой трубы равно примерно нескольким десяткам диаметров. [32]
Все изложенное характеризует закономерности возникновения детонации в гладких трубах. Преддетонационное расстояние сокращается в 10 - 20 раз ( до 2 - 4 диаметров трубы) при переходе от гладких труб к шероховатым. Для получения шероховатости в трубу вставляют проволочную спираль. При горении в таких трубах турбулизация горящего движущегося газа происходит гораздо быстрее. [33]
Большая часть опытов была проведена с трубой диаметром 300 мм и огнепреградителем диаметром 600 мм. Для определения преддетонационного расстояния были использованы ионизационные датчики. Значительный разброс данных обусловлен тем, что преддетонационное расстояние зависит, по-видимому, не только от начального давления ацетилена, но и от диаметра трубы. [34]
Рассматривая трубы как генераторы детонации, следует - отметить, что для формирования детонации необходим достаточно протяженный участок разгона пламени, называемый преддетонационным расстоянием. При всех прочих равных условиях преддетонационное расстояние сильно зависит от диаметра трубы, поэтому его принято выражать в относительных единицах, кратных диаметру. Для гладких труб оно, как правило равно нескольким десяткам диаметров. В шероховатых трубах оно может сокращаться до 2 - 4 диаметров. Естественно также, что преддетонационное расстояние для одной и той же горючей смеси сильно зависит от места поджога: у открытого или закрытого конца трубы. Таким образом, не всякая труба представляет опасность в отношении возникновения детонации, а лишь та, длина которой превышает преддетонационное расстояние для данной горючей смеси в данных условиях возникновения пламени. [35]
Преддетонационный разгон пламени в трубе характеризуется расстоянием от точки зажигания до места возникновения детонации. Увеличение нормальной скорости пламени и усиление турбулизации газа приводит к сокращению преддетонационного расстояния. Абсолютное значение этого расстояния возрастает с увеличением диаметра трубы, однако если его измерять диаметрами трубы, детонация легче возникает в широких трубках. Для гладких труб преддетонационное расстояние, как правило, равно нескольким десяткам диаметров. [36]
 |
Деформация труб с внутренним диаметром 20 мм при детонации в них ацетилена высокого давления. [37] |
Полученные данные свидетельствуют о том, что кратковременная динамическая нагрузка в месте перехода дефлаграции в детонацию может не приводить к остаточной деформации трубопроводов, если они рассчитаны на давление, примерно в 32 раза превышающее абсолютное начальное давление ацетилена. Если длина отрезка трубы между местом инициирования и прочным концом трубы сравнима с преддетонационным расстоянием, то следует учитывать возможность возникновения более высоких нагрузок. [38]
При этом расстояние между источником и защитным элементом должно быть меньше преддетонацион-ного для данных условий, например для ацетиленопровода диаметром 20 мм преддетонационное расстояние не должно превышать 1200 мм. Целесообразно также ограничить радиус кривизны рабочего участка перед защитным устройством до 500 мм. [39]
При переходе горения в детонацию происходит непрерывное ускорение движения пламени и образование впереди пламени ударной волны, перед которой газ сохраняет свои начальные значения давления, плотности, температуры и скорости. По гипотезе Саржента для одного и того же начального давления могут наблюдаться различные давления отражения в зависимости от места перехода горения в детонацию, и, чем больше преддетонационное расстояние, тем больше давление. [40]
Причины, вызывающие сферическую детонацию, изучены недостаточно, а условия ее возникновения более жесткие, чем детонации в трубах. Поэтому рассмотренные здесь возможности детонации в трубопроводах будут справедливы и для аппаратов, в которых находится чистый ацетилен, так как высота аппаратов ( или длина) обычно меньше преддетонационного расстояния. Конечно, в данном случае речь идет об аппаратах, работающих под небольшим давлением, которому соответствует преддетонационное расстояние, превосходящее высоту ( длину) аппарата. [41]
Если при проектировании трубопроводов, подвергающихся опасности взрывного распада и детонации ацетилена, исходить из опытных данных, приведенных в работе [9.2], то по крайней мере применительно к концам труб, которые находятся в особенно опасных условиях ( болтовые соединения, запорные вентили, присоединительные штуцера высокого давления регуляторов давления), приходится столкнуться с кажущимися на первый взгляд непреодолимыми трудностями. Так, у закрытого конца трубопроводов при максимальном начальном давлении ацетилена 2 6 МПа ( 26 ат), давление может достигнуть 910 МПа ( 9100 ат), если длина трубы равна преддетонационному расстоянию. Поэтому при проектировании ацетиленопроводов высокого давления, которые подвергаются ударной нагрузке, нельзя исходить только из максимальной величины этого пика давления. [42]
В ряде опытов было измерено преддетонационное расстояние смесей, содержащих 28 5; 35; 40; 45; 50; 55 и 60 % ацетилена в смеси с кислородом при начальных давлениях смеси ЫО4; 1 3 - 104 и 1 6 - Ю4 Па. В этих опытах внутренний диаметр трубки составлял 25 4 мм, диаметр отверстия диафрагмы - 2 0 мм и было установлено, что при увеличении содержания ацетилена в смеси от 28 5 до 35 % величина преддетонационного расстояния резко уменьшается. При дальнейшем увеличении содержания ацетилена в смеси преддетонационное расстояние уменьшается более медленно, достигает минимума для эквимольной смеси ( 50 % С2Н2) и после этого резко возрастает. Этот минимум соответствует наибольшей скорости детонации. С ростом давления преддетонационное расстояние уменьшается. Для эквимольной ацетиленокислородной смеси при начальном давлении ЫО4; 1 3 - 104 и 1 б - 104 Па оно составляет соответственно 240; 170 и 120 мм. [43]
Поэтому детонационная волна распространяется в газе при неизменном начальном его состоянии и с постоянной скоростью. Увеличение длины трубопроводов, применение высокого давления и больших скоростей потока повышают опасность возникновения детонации. Преддетонационное расстояние уменьшается с повышением давления горючей смеси и возрастает с увеличением длины и диаметра трубы. При удлинении трубы перед фронтом пламени как бы создается больший объем газа, и это замедляет рост плотности и температуры подаваемой смеси при поджатии ее, обусловленном расширением продуктов сгорания. Детонация газовой смеси возможна тогда, когда скорость ее сгорания достаточно велика и смесь полностью или почти полностью сгорает во фронте волны. [44]
Большая часть опытов была проведена с трубой диаметром 300 мм и огнепреградителем диаметром 600 мм. Для определения преддетонационного расстояния были использованы ионизационные датчики. Значительный разброс данных обусловлен тем, что преддетонационное расстояние зависит, по-видимому, не только от начального давления ацетилена, но и от диаметра трубы. [45]
Страницы: 1 2 3 4