Vliv počáteční teploty a tlaku na výbuchové parametry prachovzdušných směsí

Petr Lepík

Doctoral thesis

Effect of initial temperature and pressure on the explosion parameters of dust-air mixtures

Abstract:

Disertační práce se zabývá problematikou stanovení výbuchových parametrů (dolní meze výbušnosti, maximálního výbuchového tlaku a maximální rychlosti nárůstu výbuchového tlaku) prachovzdušných směsí při nestandardních počátečních podmínkách, kterými jsou v rámci této práce myšleny zvýšená počáteční teplota a změněný počáteční tlak (podtlak a přetlak). Problematiku stanovení výbuchových parametrů řeší řada norem ČSN EN 14 034 – Stanovení výbuchových charakteristik rozvířeného prachu. Postupy vycházející z těchto norem definují proceduru, jak postupovat při stanovení výbuchových charakteristik rozvířeného prachu při standardních laboratorních podmínkách (počáteční teplota ti = 20°C a počáteční tlak pi = 1 bar). V praxi se však hořlavý prach může vyskytovat v prostředí, které neodpovídá standardním laboratorním podmínkám. Může se jednat o zvýšenou teplotu např. při sušících či jiných technologických procesech nebo při změněných tlakových podmínkách, ať už se jedná a snížený tlak (podtlak) nebo o zvýšený tlak (přetlak), který se může vyskytovat například u pneumatické dopravy. Disertační práce je zaměřena na návrh výpočetního nástroje, na základě kterého mohou být odhadnuty výbuchové charakteristiky rozvířeného prachu při zvýšené teplotě nebo změněném počátečním tlaku. Tyto parametry mohou sloužit jako informace pro experimentální ověření výbuchových charakteristik daného prachu nebo jako doplňující informace při návrhu bezpečnostních protivýbuchových opatření tak, aby byly funkční a spolehlivě reagovaly i na výbuchové parametry prachu ovlivněné počátečními podmínkami. V rámci předložené práce je také zpracována metodika stanovení výbuchových charakteristik rozvířeného prachu za zvýšené teploty a změněného tlaku na zkušebním zařízení s označení „Výbuchový autokláv VA – 250“.

Abstract:

Dissertation deals with the determination of parameters of explosion (lower explosion limit, the maximum explosion pressure and maximum rate of explosion pressure rise) dust-air mixtures in non-standard initial conditions, which are within the scope of this work meant to increase the initial temperature and altered the initial pressure (vacuum and overpressure). Issue of the determination of explosive parameters address by a group of standards CSN EN 14 034 - Determination of explosion characteristics of dust clouds. Procedures based on these standards define the procedure to follow when determining the explosion characteristics of dust under standard laboratory conditions (initial temperature ti = 20 ° C and an initial pressure pi = 1 bar). In practice, however, flammable dust can occur in an environment that does not correspond to standard laboratory conditions. It may be an elevated temperature e.g. during drying or other technological processes or altered pressure conditions, whether it is a reduced pressure (vacuum) or elevated pressure (overpressure), which may occur for example by pneumatic transport. Dissertation is focused on draft calculation tool on the basis of which can be estimated explosion characteristics of dust clouds at elevated temperatures or altered the initial pressure. These parameters can serve as information for the experimental validation of explosion characteristics of dust or as additional information in the design of explosion safety measures so that they function reliably and responded well to dust explosion parameters affected by the initial conditions. As part of this work is also elaborate the methodology for establishing explosion characteristics of dust under elevated temperature and altered pressure in the test device with the designation "Explosion autoclave VA - 250".

Keywords

počáteční teplota, počáteční tlak, prach, výbuch, výbuchový autokláv

Keywords

initial temperature, initial pressure, dust, explosion, explosion autoclave

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 6. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 18. 8. 2015
• Supervisor: Aleš Bernatík
• Reader: Petr Štroch, Zuzana Giertlová, Anton Osvald

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta bezpečnostního inženýrství

Doctoral programme / field:
Požární ochrana a průmyslová bezpečnost / Požární ochrana a bezpečnost