Vlastnosti horľavých zmesí pár a plynov so vzduchom

• C – zmes sa nám vznieti (túto hranicu nazývame dolná hranica vznietenia – DHV)
• Po bod E bude horieť (horná hranica vznietenia – HHV)
• D – bod kedy dostávame stechometrickú zmes (najlepší pomer horľaviny a vzduchu – 29,5-70,5)
• Oblasť B-C – vysoká koncentrácia vzduchu, malá koncentrácia horľaviny, zmes nebude horieť, v bode C sa nachádza DHV, výbušnosť
• Oblasť C-E – oblasť horenia (výbuchu), jednotlivé koncentrácie CO so vzduchom budú horieť až po HHV
• Oblasť E-A – oblasť vysokej koncentrácie CO a nízkej koncentrácie vzduchu – zmes nehorí

Zmes – DHV – HHV – iniciačná teplota (pe možnosť výbuchu)

acetylén – 2,5 – 80 -

H2 – 4 – 74,2 – 530

CO – 12,5 – 74,2 – 610

propán – 2,3 – 9,2 – 530

Horľavé vlastnosti prachových zmesí

PRACH – tuhé látky v jemne rozrobenom stave

• Prach ako taký sa získava ako vedľajší produkt (piliny) alebo je to hlavný výrobok (múka, práškový cukor)
• Ak prach rozptýlime vo vzduchu, vzniká disperzné prostredie alebo disperzný systém
• Disperzný systém s veľkosťou častíc nazývame sóli
• V prípade zmiešania so vzduchom – aerosoli (hmla, dym)
• V prípade zmiešania s vodou- hydrosoli

Prach vo výrobe sa usadzuje na stenách, el. vedeniach, potrebných systémom – takto usadený prach nazývame aerogél.

Rozptýlený prach má veľmi veľký povrch, je schopný chem. reakcie a má chem. aktivitu, nízky bod vznietenia.

Na disperziu prachu, ktorá vzniká v strojných zariadeniach pôsobí hlavne vlhkosť spracovávanej suroviny, vlhkosť vzduchu a rýchlosť pohybu vzduchu v miestnosti.

Disperzia prachu sa mení v závislosti od výšky, kde vzniká. Najmenšia disperzia sa nachádza na úrovni podlahy.

Rôzne prachy majú rôznu koncentráciu výbušnosti a vznietania napr. pšeničná múka – 20g/m3 a teplota 700°C; prýáškový cukor 8,9g/m3 a teplota 525°C; tabakový prach 101g/m3 a teplota 870°C; –  nastane výbuch

-  tieto vlastnosti látok prachových zmesí sa skúšajú.

Na vznietenie výbušných zmesí môže byť použitá el. iskra, ktorá musí mať intenzitu napr. pre zemný plyn-vzduch – 0,57 A; pre etán-vzduch – 0,45 A; propán-vzduch – 0,36A

Hranice vznietenia plynných zmesí sa menia v závisloti od veľkosti plameňa, od teploty a časového styku s plameňom.

Zmena hraníc vznietania metánu v závislosti od rozmerov a trvania styku

• Zväčšenie doby styku zmesi s plameňom znižuje dolnú hranicu vznietenia (DHV) a zvyšuje HHV.
• So zvyšovaním počiatočnej teploty sa interval vznietenia rozširuje, dolná medza sa znižuje a horná je závislá od počiatočnej teploty.
• Na hranice vznietenia vplýva tlak napr. vodík v tlak. pásme 0,1 až 12,5 MPa, nemení svoje hranice zmesi so vzduchom metán pri zvýšení tlaku sa dolná hranica nemení, mení sa len horná.
• Ak sa sledovaná výbušná zmes skladá z viacerých plynov napr. vodík, metán, etán…., DHV vieme určiť pomocou vzťahu: DHV = 100/(V1/H1 + V2/H2 + … +Vn/Hn) (%); pričom V1, V2, Vn sú objemy a H1..Hn sú dolné hranice výbušnín.

Teploty a tlaky pri výbuchu plynných zmesí

Q= V.c.t

Q – súčet spaľovacieho tepla látky a vnútornej energie výbušnej zmesi

V – objem zmesi

c – tepelná kapacita

Výbuchový tlak – pvýb = po . Tvyb/To . m/n (Pa)

po – počiatočný tlak výbušnej zmesi za normálnych podmienok 101.23 Pa

Tvýb – absolutná teplota pri výbuchu

To – počiatočn teplota pri výbuchu

m – počet molekúl produktov spaľovania po výbuchu

n – počet molekúl spaľovania zmesi pred výbuchom

Plynné palivá

Zmes plynov, kt. podľa pôvodu môžu byť prírodné alebo umelé,

• Prírodné plyny ťažíme zo zeme.
• Umelé plyny sa získavajú chem. spracovaním tuhých a kvapalných prípadne prír. plynov, čím sa dosiahnú ich lepšie vlastnosti

Vo verejnej sieti sa stretneme s propán-butánom a zemným plynom

Wobbeho číslo (Ws)- ukazovateľ, ktorý charakterizuje spaľovacie vlastnosti plynov a je to pomer skupenského tepla Qs a druhej odmocniny pomernej hustoty plynu d

Ws = Qs/√d

Podľa Wobbeho čísla sa horáky zaraďujú do 3 tried:

1. koksárenský plyn
2. zemný plyn
3. propán-bután

Výbuchový tlak:

p2 = p1.V2.T2/T1/V1 (kPa)

p2 = 17,21 p1

P1 – začiatočný tlak zmesi

T1 – začiatočná teplota zmesi

V1 – začiatočný objem zmesi

T2 – skutočná výbuchová teplota

V2 – objem produktov po výbuchu

Jedovatosť plynov

Palivá, ktoré obsahujú CO sú jedovaté (koksarenský plyn).

Zemný plyn a propán-bután neobsahujú CO – nie sú jedovaté.

Na obsah CO vo vdychovanom vzduchu reaguje ľudský organizmus nasledovne:

1. prípustná hranica 0,003 objem %
2. bolesť hlavy, podráždenie 0,05 obj %
3. závraty, silné bolesti hlavy 0,1 obj %
4. smrť 0,25 obj. %

Spaľovacia rýchlosť plynu

1. front horenia
2. nehorľavá zmes – nehybná
3. spaliny
4. prúdiaca horľavá zmes

Front horenia sa môže zastaviť, keď sa horľavá zmes bude pohybovať proti frontu horenia výtokovou rýchlosťou Wp, ktorá sa = normálnej rýchlosti šírenia plameňa Un. V tomto prípade dojde k stabilizácii frontu horenia, na čom sú postavené plynové horáky

Normálna rýchlosť šírenia plameňa pre jednotlivé horľavé plyny Un

-          je rôzna a závisí od koncentrácie horľavej zmesi

Normálna rýchlosť šírenia rôznych plynov:

Charakteristika niektorých plynov

Zemný plyn – ropný a karbónový (vo voľných ložiskách), je ľahší ako vzduch, výhrevnosť 31000- 38000 KJ/m3

• je výbušný, nezapácha, preto sa musí odorizovať (pridanie prísad, aby zapáchal)
• nie je jedovatý, ale je nedýchateľný

Propán-bután – bezfarebný, zapáchajúci plyn, výhrevnosť 92000 KJ. m3

• dvakrát ťažší ako vzduch, výbušný, nie je jedovatý, ale je nedýchateľný
• možno ho skvapalniť
• pri jeho spaľovaní vzniká CO

-charakteristika niektorých plynov:

Zemný plyn- ropný a karbónový (vo voľných ložiskách), je ľahší ako vzduch, výhrevnosť 31000- 38000 KJ/m3

-          je výbušný, nezapácha, preto sa musí odorizovať

-          nie je jedovatý, ale je nedýchateľný

Propán – bután- bezfarebný, zapáchajúci plyn, výhrevnosť 92000 KJ. m3

Je dva krát ťažší ako vzduch, výbušný, nie je jedovatý, ale je nedýchateľný

Možno ho skvapalniť

Pri jeho spaľovaní vzniká CO