Критерии взрывоопасности аэровзвеси

Изложена история возникновения современных методов исследования взрывоопасности пылевоздушных смесей в двадцати- и тысячелитровых герметичных камерах. Показано, что при создании данных методов вынужденно допустили уточнение понятия взрывоопасная пыль, при котором способность неограниченного распространения пламени в стационарных условиях заменили на опасность разрушения оболочки замкнутого объема возрастающим давлением продуктов горения аэровзвеси. Следствием такого уточнения явились трудности с выбором критерия взрыва пыли в единичном опыте и с классификацией по взрывоопасности тех пылей (проблемных пылей), для которых экспериментальные исследования выявляли низкий уровень опасности. Основным признаком так называемой проблемной пыли является близость ее значения LOC (минимально взрывоопасное содержание кислорода) к нормальному содержанию кислорода в воздухе. При классификации «проблемной» пыли появляется вероятность качественной ошибки, при которой невзрывоопасную пыль отнесут к взрывоопасной (результаты, полученные в двадцатилитровой камере). Это обусловлено особенностями методики тестирования, при которых исследование производится при повышенной начальной температуре аэровзвеси, что приводит к завышению оценки взрывоопасности пыли. Рекомендовано дополнять результаты исследования в двадцатилитровой камере экспериментальными или расчетными сведениями о реальном значении начальной температуры исследованной аэровзвеси. Выполнен обзор мнений об экспериментальном критерии взрыва аэровзвеси. Современный нормативный подход, в соответствии с которым принято считать, что взрыв исследуемой аэровзвеси произошел, если возникающее в камере давление превысило пороговое значение, противоречив и неприемлем для «проблемных» пылей. Предложено использовать критерий взрыва аэровзвеси, основанный на том обстоятельстве, что переход от сценария локального горения пыли в окрестности источника зажигания к сценарию горения пыли во всем объеме камеры сопровождается существенным увеличением количества выгоревшей пыли, и, следовательно, характеризуется значительным увеличением скачка давления в камере. Показано, что предложенный выбор критерия взрыва аэровзвеси следует считать предварительным до объяснения физической природы следующей закономерности турбулентного горения аэровзвеси: LOC для «проблемных» пылей линейно снижается с ростом энергии источника зажигания (в логарифмическом масштабе). Ввиду сложности такого объяснения, целесообразно использовать поэтапное решение задачи. В рамках настоящей работы удалось установить связь упомянутой зависимости с другой эмпирической закономерностью турбулентного горения аэровзвесей. А именно, установлена принадлежность ≪проблемных≫ пылей к дисперсным материалам, для которых индекс взрывоопасности Kt линейно увеличивается с ростом энергии источника зажигания (в логарифмическом масштабе).