Устройство для определения пирофорных характеристик газодисперсных систем

(511 0 01 Б 25/50 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД А ПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ МУ СВ ВТ 1 еЬшап Х. Сош, 3, 467, др. Взрывоопаспорошков, Киев1 с, 119 (про(56) 1. Савве 1 Не, ЬЪпе 1 оп апй Раш . 12. Недин В.В. иность металлических(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПИРОФОРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, содержашее вертикальную,трубчатую печь с инжектором, смотро. вым окном, датчиками температуры подключенными к регистратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения индукционного периода воспламенения и расширения области применения, верхняя часть печи снабжена двумя соосными визуализационными трубками в одной из которых установлена, лампа подсветки, а в другой - Фотоэлемент, соединенный с Фотоэлектронным умножителем, включенным в измерительную схему регистратора, при этом смотровое окно установлено на нижнем торце печи с рубашкой охлаждения узла крепления, причем внутреняя полость печи щРсоединена с атмосферой припомощи водяного затвора.30 Изобретение относится к определению характеристик горючих порошкови пылей как металлического, так иорганического происхождения, и предназначено для установления степенипожаро- и взрывоопасности дисперсных материалов,Известно устройство для определения температуры воспламенения, вчастности, порошков алюминия, магния и их сплавов в воздушной среде.10Такое устройство представляет собойобогреваемую реакционную камеру ( вертикальную трубку ). Для измерения температуры на внешней стороне реакцион.ной камеры установлена термопара, 15включенная в измерительную схему,Малый диаметр реакционной камерыприводит к искажению получаемых значений температуры воспламенения,так как величина диаметра должна 20быть не менее критического значеьия,50 мм). Впрыск взвеси осуществляется снизу реакционной трубки. Инжектирующее устройство отсутствует.Обогреваемая часть реакционной камеры составляет 35 мм 11.Ввиду сравнительно невысокой рав-,номерности концентрации взвеси по высоте и сечению реакционной трубкии температуры невозможно получениестабильных воспроизводных и точныхрезультатов.Известно также устройство дляопределения пирофорных, характеристикгазодисперсных,систем, содержащеевертикальную трубчатую печь с инжектором, смотровым окном и датчикамитемпературы, подключенными к регистратору 2 3.Используемая в этом Устройстве 40конструкция инжектора не обеспечи-.вает равномерного распределенияконцентрации аэрозоля по высоте и. сечению трубки, что приводит кискажению данных по температуре воспламенения.Неравномерный обогрев реакционного пространства по высоте, возникающий из-за краевых эффектов на греющей спирали, вызывает распределение температуры по высоте с максимумом в центральном сечении.Печь негерметична, что делаетневозможным определение температуры воспламенения в газовых средах,отличных по составу от воздушной. 55УстройствО не обеспечивает измерения задержек воспламенения, которыенеобходимы для установления точногозначения температуры воспламенения1 температуре воспламенения должны 60соответствовать максимальные длительности задержек ), температурной зависимости периода индукции как характеристики, используемой при устаНЬвлении кинетических констант воспла 65 менения, вид этой зависимости представляет самостоятельный научныйинтерес.Из тепловой теории следует, чтопериод индукции является функциейтемпературы среды и на пределе воспламенения стремится к бесконечностипоэтому установление минимальнойтемпературы воспламенения может бытьпроведено только с учетом временныххарактеристик процесса, Вез указания значений задержки воспламененияговорить о температуре воспламенения бессмысленно,Таким образом, с помощью известного устройства могут быть проведены приближенные сравнительныеоценки температуры воспламенения,в то время как по указанным причинамистинные значения температуры воспла.менения не могут быть установлены.Цель изобретения - определение индукционного периода воспламененияи расширение области применения.Поставленная цель достигается тем,что верхняя часть печи снабжена двумя соосными визуализациэнными трубками, в одной- из которых установленалампа подсветки, а в другой - фотоэлемент, соединенный с фотоэлектронным умножителем, включенным в изме-,рительную схему регистратора, приэтом смотровое окно установлено нанижнем торце печи с рубашкой охлаждения узла крепления, причем внутренняя полость печи соединена с атмосферой водяными затворами.установка на печи двух соосныхвизуализационных трубок, ламп подсветки, фотоэлемента и фотоэлектронного умножителя, включенных в элек-тронную измерительную схему, позволяет одновременно с температуройопределять индукционный период воспламенения и контролировать правильность измерения температуры воспламе)нения и установление кинетическихконстант воспламенения.Герметизация нижнего конца печипосредством установки окна с рубашкой охлаждения узла крепления и приэтом сообщение печи с атмосферойпри помощи водяного затвора позволяет определить температуру воспламенения аэрозолей не только в воздухено и в различных газовых средах иделает устройство универсальным.Выполнение инжектора в виде расширяющегося сопла с углом раскрытия8-12 О с рубашкой охлаждения и наличие самостоятельных блоков спиралейне менее трех ) для об.грева по высо"те создают равномерную концентрациюсмеси по высоте и сечению реакционной камеры и равномерную. температуру в реакционной камере, посколькувесь градиент температуры сосредоточен в выходном сечении сопла. Это позволяет повысить точность измерения,температуры воспламенения и воспроизводимость результатов, что сокращает количество опытов,На чертеже изображена схема устройства.Устройство состоит иэ двух основных узлов - герметичной вертикаль-ной трубчатой печи и автоматическойсистемы управления опытом и измерениятемпературы воспламенения и индукционных периодов.Вертикальная трубчатая печь включает в себя реакционную камеру 1, которая в верхней части имеет инжектор 2 с рубашкой 3 охлаждения длясокращения времени пребывания частицв термически неоднородном поле и окно4 подсветки.Для равномерного обогрева реакционной камеры установлено три блока 5 спиралей обогрева, питающихсяот трансформатора 6. В центральнойи краевых областях реакционной трубки смонтированы термопары 7, вклю- . 25ченные в потенциометры 8 для измерения и автоматического регулированиятемпературы в реакционной камере 1печи.В нижней части печи имеется рубаш 30ка 9 для охлаждения узла креплениясмотрового окна 10, штуцер 11 с водяным затвором 12 для сброса избыточ.ного давления, возникающего в реэультате нагрева газа, и обеспечениягерметичности, штуцер 13 для системы вакуумирования и наполнения камеры соответствующим газом.Водяной раствор используется вкачестве устройства, позволяющегоподдерживать в реакционной камерепостоянное атмосферное давлениевне зависимости от температуры,Охлаждение узла крепления смотрового окна предтовращает его разрушение, которое могло бы возникнутьиз-за интенсивных термических нагрузок,Импульс газа к иавеске образцаподаетсяот пневмосистемы, питающейреакционную камеру (не показаны). 50Напряжение газового потока показано стрелкой 14.Автоматическая система измерениязадержки воспламенения состоит изпусковой и стбповой схема. 55 Пусковая схема предназначена для фиксирования момента инжекции порошка в реакционное пространство печи и включает в себя две соосные визу 60 алиэационные трубки 4, установленные в плоскости нижнего среза иижектирующего сопла 2, лампу 16 подсветки, Фотоэлемент 15, типа СЦВ,включенный на "Пуск" электронного частотомера 17 типа ЧЗчерез усилитель18 и тиратронное реле 19,Стоповая система служит.для ре"гистрации момента воспламенения, Онасостоит иэ. Фотоэлектронного умножителя 20 типа ФЭУМ, установленного под смотровым окном 10, включенного на "Стоп" электронного частотомера 17 через. усилитель 21 итиратронное реле 22.Питание электронной схемы производится от блока 23 питания.Работа стенда осуществляется следующим образом.В.печи посредством потенциометра 8 устанавливается заданная температура. Газодисперсный импульсныйпоток от пневмосистемы, направление которого показано стрелкой 14,поступает через инжектор 2 в реакционную камеру печи 1, где происходит воспламенение взвеси. Моментвоспламенения определяется визуальноили с помощью киносъемки через окно10, Затем температуру печи понижаютдо тех пор, пока воспламенение становится невозможным. Минимальнаятемпература печи, при которой ещепроисходит воспламенение и принимается за температуру воспламенениявзвеси.для определения температуры воспламенения в различных газовых средахчерез штуцер вакуумируют реакционную камеру, Затем в нее подают соответствующий газ определенной концентрации и определяют температуру воспламенения.Одновременно с температурой воспламенения, определяется период индукции воспламенения следующим образом.фронт газодисперсного импульсногопотока в выходном сечении инжектора2 пересекает луч света от источника16. Вследствие прерывания световсголуча в цепи нагрузки Фотоэлемента 15происходит положительный скачок напряжения, Этот импульс, предварительно усиленный усилителем 18, поступаетна тиратронное реле 19, работаю.,еев ключевом режиме.С анода тиратронного реле 19 сигнал отрицательной полярности с амплитудой 100 Б подается на пусковойвхсд счетчика времени - электронногочастотомера 17,Сигнал от Фотоэлектронного умножителя 20, возникающий в момент воспламенения исследуемого продукта,после усиления усилителем 21 гоступает на тиратронное реле 22 и далеена стоповый вход счетчика времени -электронный частотомер 17.Таким образом, задержка воспламенения определяется как интервал времени между моментами инжекции и воспламенением взвеси, Фиксируемыми1065753 Л. Жарковаанте, Корректор М. оставителехред т Редактор и л аз го комитета й и открытий ауюская наб,филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн частотомером Результат со шкалы частотомера считывается оператором.Наличие двух соосных визуализациоиных трубок одновременно с определением температуры позволяет определить индукционный период воспламенения. 033/44 тираж 8 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Наличие окна у нижнего конца печи и сообщение печи с водяным затвором герметизирует печь и делает устроЯ- ство универсальным, так как становится возможным определить температу ру воспламенения не только в воздухе,. но и в различных газовых средах. ПодписноеСССР д. 4/5