Analiza wybranych parametrów wybuchowości par heksanu w podwyższonych temperaturach

• Autorzy: Półka M. , Kukfisz B.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.42.2.2016.12

Warianty tytułu

EN

Analysis of Selected Explosion Parameters of Hexane Vapour at Elevated Temperatures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cel: W pracy przeprowadzono analizę wpływu temperatury na wartości parametrów wybuchowości. Celem artykułu jest określenie podstawowych parametrów wybuchowości tj. maksymalnego ciśnienia wybuchu, maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu, dolnej granicy wybuchowości par n-heksanu w podwyższonych temperaturach do 50°C i 100°C. Znajomość parametrów mieszanin palnych, a w szczególności dolnej granicy zapalności ma duże znaczenie dla bezpieczeństwa przebiegu wielu procesów przemysłowych. Maksymalne ciśnienie wybuchu oraz maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu, w miarę podwyższania się temperatury zmniejszają swoją wielkość, co świadczy o tym, iż wybuch heksanu w takich warunkach staje się mniej gwałtowny. Zgodnie z szacowaniami teoretycznymi, wartość dolnej granicy wybuchowości ulega obniżeniu wraz ze wzrostem temperatury, co oznacza, iż użytkowanie substancji niebezpiecznych o właściwościach zapalnych, w podwyższonych temperaturach wiąże się z większym zagrożeniem wybuchem. Materiał i metoda: Badania przeprowadzono w sferycznej komorze „metodą bomby” zgodnie z normami PN-EN 15967:2011 Oznaczanie maksymalnego ciśnienia wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu gazów i par oraz PN-EN 1839:2013 Oznaczanie granic wybuchowości gazów i par [1-2]. Dzięki przeprowadzeniu pomiarów metodą B (bomby), uzyskano wielkości nadciśnienia wywołanego zapłonem substancji o odpowiednim stężeniu. Wyniki: Wartości maksymalnego ciśnienia wybuchu oraz maksymalnej szybkości narastania ciśnienia dla par heksanu w temperaturach 50°C i 100°C malały wraz ze wzrostem temperatury. Oznaczono je odpowiednio dla stężeń 1,675% mol oraz 1,870% mol substancji palnej. Wielkość dolnych granic wybuchowości w miarę wzrostu temperatury ulegała obniżeniu, osiągając wartość 0,881% mol w temp. 50°C, zaś 0,800% mol w temp. 100°C. Osiągnięto maksymalne ciśnienie wybuchu wynoszące 7,160 bar oraz prędkość narastania ciśnienia 396,28 bar/s, co odpowiadało stężeniu 1,87% mol par heksanu w temperaturze 50°C oraz 5,645 bar z prędkością 369,985 bar/s dla stężenia 1,675% mol. Wnioski: Zaleca się uwzględnianie wpływu temperatury na parametry wybuchowości, w szczególności z uwagi na poszerzenie zakresu wybuchowości pod wpływem wzrostu temperatury.

EN

Aim: The work comprised of a review of the impact of temperature on the values of explosiveness parameters. The aim of the publication is to determine essential explosiveness parameters, i.e. the maximum explosion pressure, maximum rate of explosion pressure rise of n-hexane vapours at elevated temperatures up to 50°C and 100°C. The knowledge of the parameters of combustible mixtures, and in particular lower flammability limit is important for the safety of the course of many industrial processes. When the temperature increases, the maximum explosion pressure and the maximum rate of pressure rise reducing its value, which proves that the explosion of hexane in such conditions becomes less rapid. According to theoretical estimations the lower explosion limit is reduced when temperature increases, which means that the use of hazardous substances with inflammable properties at elevated temperatures is associated with a higher risk of explosion. Material and method: The testing was conducted in a spherical chamber in accordance with the following standards standards: PN-EN 15967:2011 The determination of the maximum explosion pressure and maximum rate of explosion pressure rise of gases and vapours and PN-EN 1839:2013 Determination of explosion limits of gases and vapours [1-2]. Measurements were made using B (bomb) method which helped to obtain the volume of excess pressure induced by ignition of the substance having appropriate concentration . Results: The value of maximum explosion pressure and the maximum rate of pressure rise for hexane vapours at temperatures of 50°C and 100°C decreased with the growth of temperature, and has been determined for concentration of 1.675%mol and 1.870%mol of flammable substance respectively. The value of the lower explosive limit decreased as the temperature increased, and reached the value of 0.881%mol at the temperature of 50°C, and 0.800%mol at the temperature of 100°C. Maximum explosion pressure was reached and amounted to 7.160 bar and the rate of pressure rise was 396.28 bar/s, corresponding to the concentration of 1.87 mol% vapour of hexane at 50°C and 5.645 bar at the rate of 369.985 bar/s for concentration of 1.675 mol% . Conclusions: It is recommended to take into consideration the impact that temperature exerts on explosiveness parameters, in particular owing to the extension of the explosiveness scope under the impact of increases in temperature.

Słowa kluczowe

PL

parametry wybuchowości par; PN-EN 15967; PN-EN 1839

EN

parameters of vapour explosiveness; PN-EN 15967; PN-EN 1839

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 42, nr 2
• Strony: 117--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Półka M.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

autor

Kukfisz B.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej

Bibliografia

• [1] PN-EN 15967:2011 Oznaczanie maksymalnego ciśnienia wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu gazów i par.
• [2] PN-EN 1839:2005 Oznaczanie granic wybuchowości gazów i par.
• [3] Rarata G., Fenomen Górnej Granicy Wybuchowości (GGW) Paliw w Powietrzu i Tlenie w Warunkach Podwyższonego Ciśnienia i Temperatury, „Prace Instytutu Lotnictwa” Vol. 204 Nr 2, 2010, 12-22.
• [4] Krawczyk M., Wybuchowość mieszanin gazowych, czujniki chemiczne do pomiaru wybuchowości, Wykład – analityka procesowa, Gdańsk 2003, 2, 4.
• [5] Smoleński D., Teoria materiałów wybuchowych, Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, Warszawa 1954, 10-11.
• [6] Wawrzyszko M., Zagrożenie wybuchem, „Pod kontrolą” Nr 1, 2010, 7.
• [7] Rojek P., Badanie możliwości praktycznego zastosowania aerozolu powietrzno-wodnego w ograniczaniu zapylenia w wyrobiskach eksploatacyjnych, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 2010, 17.
• [8] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (719) (Dz. U. z dnia 22 czerwca 2010 r., 9116, 9130.
• [9] PN-EN 1127-1 Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem, Pojęcia podstawowe i metodologia, 9-12, 22-24.
• [10] Wójcicki S., Spalanie, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1969, 39-40.
• [11] Sawicki T., Wybuchy przestrzenne, „Bezpieczeństwo Pracy” Nr 11, 2005, 23.
• [12] G. Kałuża (red), Przyczyny wzrostu ciśnienia wybuchu mieszaniny gazowej we wnętrzu ochrony ognioszczelnej, Główny Instytut Górnictwa, Katowice 2013, 25.
• [13] Kowalewicz A., Podstawy procesów spalania, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000, 112, 191-121.
• [14] Porowski R., Rudy W., Teodorczyk A., Analiza metod badawczych granic wybuchowości cieczy palnych, BiTP Vol. 28 Issue 4, 2012, 66.
• [15] Turek D. (red), Transport Drogowy w Polsce w latach 2010 i 2011, Informacje i Opracowania Statystyczne, Główny Urząd Statystyczny w Szczecinie, Warszawa 2013, 181.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.