При нарушении герметичности технологических аппаратов пыль выбрасывается в помещение, где вместе с накопившейся пылью смешивается с воздухом, образуя пылевоздушную смесь (ПВС), способную гореть. Искровой разряд приводит к взрывному горению смеси.

В отличие от газовых смесей образование взрывоопасного облака пыли в помещении может происходить в процессе самого горения. Взрыву в большинстве случаев предшествуют локальные микровзрывы (хлопки) в оборудовании, резервуарах и воспламенение в отдельных участках здания, что вызывает встряхивание пыли, осевшей на полу, стенах и других строительных конструкциях и оборудовании. Это приводит к образованию взрывоопасных концентраций пыли во всем объеме помещения, взрыв которой вызывает сильные разрушения.

При оперативном прогнозировании последствий принимают, что процесс развивается в детонационном режиме.

Энергия взрыва определяется из выражения

Е = m Q, кДж,                                        (2.20)

где Q - удельная теплота сгорания вещества, образовавшего пыль, кДж/кг (табл.7); m - расчетная масса пыли, кг.

При оперативном прогнозировании расчетная масса пыли определяется из условия, что свободный объем помещения будет полностью заполнен взвешенным дисперсным продуктом, образуя при этом пылевоздушную смесь стехиометрической концентрации

m = , кг,                                          (2.21)

где V₀ - свободный объем помещения, (V₀=0,8·V_п ), м³; С - стехиометрическая концентрация пыли, г / м³,

С » 3 j_нкпр,                                                 (2.22)

где j _нкпр – нижний концентрационный предел распространения пламени – это минимальное содержание пыли в смеси с воздухом, при котором возможно возгорание.

Значение j_нкпр для различных веществ находится в пределах:

неорганических веществ (сера, фосфор) j_нкпр=2 - 30 г/м³;

пластмасс                                               j_нкпр=20 - 100 г/м³;

пестицидов и красителей                      j_нкпр=30 - 300 г/м³;

шерсти                                                   j_нкпр=100 - 200 г/м³.

Значения характеристик некоторых аэрозолей приведены в табл. 7.

Таблица 7

Показатели взрывных явлений пыли

Пример 1. В цехе по переработке полиэтилена при разгерметизации технологического блока возможно поступление пыли в помещение.  

Исходные данные: V_п=4800 м³; j_нкпр=45 г/м³; Q=47,1 МДж/кг. Определить давление ударной волны на расстоянии 30 м от контура помещения при разрушении его ограждающих конструкций.

Решение:

3. Е=m·Q=518.4·47.1·10³=24.4·10⁶ кДж

 по табл. 6.  DP_ф=65 кПа (0,65 кгс/см²).

Задание для самостоятельной работы

В цехе по переработке материалов при разгерметизации технологического блока возможно поступление пыли в помещение.