تحقیق در مورد اشتعال و جرقه

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 61

حد نصابهای فوق بر حسب روش آزمایش و منابع مختلف ممکنست تا حدودی تغییر نماید. این حد نصابها فقط در شرایط متعارفی فشار و حرارت صادق می‌باشد و در صورتی که فشار و حرارت بالاتر باشد و یا اگر اکسیژن جانشین هوا گردد اختلاف بین حد پایینی و حد بالایی قابلیت اشتعال بیشتر خواهد شد.

ذکر این نکته نیز ضروری است که یک مخلوط بنزین و نفت سفید، از لحاظ قابلیت اشتعال و خطر آتش سوزی خواص مشابه بنزین خواهد داشت.

ضمنا نقطه اشتعال را نباید یا نقطه اشتعال «خود به خود» اشتباه گرفت.  یک ماده نفتی را می‌توان بدون خطر در یک ظرف سرباز نگاهداری نمود به شرط آنکه حرارت آن از نقطه اشتعال آن نفت پایین‌تر باشد.

باید به خاطر داشته باشیم ؟ نه آبهای ذکر شده در جدول فوق در شرایط مشخص و دقیق آزمایشگاهی تعیین شده است در حالیکه در شرایط محیطی پالایشگاه تعیین دقیق شرایط به خسارات و گازهای قابل اشتعال غیر عملی است و طبعا باید درجه اطمینان بیشتری را در نظر گرفت تا جبران اشتباهات مراحل نمونه‌گیری و آزمایش بشود. به علاوه این حد نصابها همانطوری که قبلا هم گفته شد با تغییرات فشار و حرارت متغیر هستند.

شکل 3 نمایان کننده علل انفجار در یکی از برجهای تقطیر یک پالایشگاه است.در این  حادثه مقداری هوا که بین دو شیر فلکه A و B محبوس شده بود با باز کردن شیر A بدون علل انفجار در یکی از برج‌های تقطیر یک پالایشگاه است. در این حادثه مقداری

هوا که بین دو شیر فلکه A و B محبوس شده بود با باز کردن شیر A به درون برج راه یافت و ضمن صعود به بالای برج با نفت داغ سینی‌های تقطیر تماس پیدا کرده و حرارت آن به 450 درجه فارنهایت یعنی به نقطه اشتعال خود به خود نفت رسید و در این موقع انفجاری به وقوع پیوست که باعث در هم ریختن و مصدوم شدن سینی‌های تقطیر گردید.

ج) منابع تولید جرقه

منابع مختلفی برای ایجاد جرقه و شروع اشتعال وجود دارد. این منابع با گرم کردن قسمتی از مخلوط باعث اشتعال و انفجار می‌گردند. پایین‌ترین درجه حرارتی که باعث می‌شود مخلوط قابل انفجار بدون منبع جرقه مشتعل گردد نقطه اشتعال خود به خود نامیده می‌شود.

نقطه اشتعال «خود به خود» برای اجسام مختلف از 400 درجه تا 1200 درجه فارنهایت تغییر می‌کند. بنابراین حتی در حرارت‌های نسبتا پایین امکان انفجار وجود دارد.

ضمنا نباید تصور کرد که اجسامی که نقطه اشتعال خود به خود آنها خیلی زیاد است خطرشان کمتر می‌باشد زیرا حرارت منابع عادی جرقه خیلی بیش از این حرارت است. شعله کبریت می‌تواند در حدود 1600 درجه و یک کمان الکتریکی حدود 10000 درجه فارنهایت باشد.

بنابراین وقتی که بخارات نفتی با حجم مناسبی از هوا مخلوط می‌شود. باید تقریبا مطمئن بود که دیر یا زود جرقه‌ای از یکی از منابع به وجود خواهد آمد.

جوشکاری، بریدن با شعله، لوله‌های داغ، کوره، رسوبات سولفور آهن، حرارت ناشی از اصطکاک، جرقه وسایل الکتریکی، جرقه الکتریسیته ساکن، رعدو برق، جرقه ناگهانی و اثر کاتالیزوری سطوح تمیز یک فلز.

پژوهش‌هایی که در دانشگاه یوتادر آمریکا در مورد اثر کاتالیزوری سطوح تمیز فلزات به عمل آمده نشان داده است که مخلوط هیدروژن و اکسیژن در صورتی که با سطح تمیز یک فلز تماس حاصل کند منفجر می‌شود و اغلب انفجارهایی که در موقع باز کردن یک شیر فلکه در یک سیستم سربسته اتفاق می‌افتد ناشی از اثر کاتالیزوری فلز در مخلوط قابل انفجار می‌باشد.

بنابراین کارکنان مراقب دستگاه‌ها باید همیشه هشیار باشند تا در شرایط محیطی خطرناک از وقوع هر گونه جرقه جلوگیری به عمل آورند و ضمنا توجه داشته باشند که منابع تولید جرقه آنقدر زیاد است که فقط با حذف کردن منابع مشخص تولید جرقه نمی‌توان صد در صد به بی‌خطر بودن محیط اطمینان کرد.

انفجارهای تخریبی

مقدمه

انفجارهای تخریبی نوع خاصی از انفجار است که می‌تواند در جامدات و مایعات هر دو به وقوع بپیوندد ولی ما در اینجا فقط یک حالت آن را که در مایعات و در مخلوط نفتی و هوا اتفاق می‌افتد مورد مطالعه قرار می‌دهیم.

قدرت تخریب این انفجارها به خصوص به علت سرعت بسیار زیاد امواج انفجار در لوله‌ها و ظروف و همچنین فشار زیادی که تولید می‌نماید بسیار قابل ملاحظه است.

در حالیکه مکانیزم انفجارهای تخریبی را ذیلا مورد بررسی قرار می‌دهیم باید توجه داشته باشیم که به طور کلی فاصله زمانی بین یک جرقه و انفجار از یک عشر ثانیه و یا حداکثر از 2 الی 3  ثانیه تجاوز نمی‌کند.

چگونگی انتشار یک انفجار تخریبی

شکل شماره 4 یک ظرف یا لوله‌ای که محتوی مخلوط قابل انفجار مانند گاز نفت و هواو در فشار اتمسفر می‌باشد نشان می‌دهد. جرقه در منتهی الیه سمت چپ لوله حادث می‌شود. و همانطور که گاز شروع به سوختن می‌کند حرارت آن بالا رفته و منبسط می‌شود و امواج فشاری تولید می‌نماید که این امواج با سرعت بیشتری از شعله  حرکت کرده و وارد گازهای نسوخته می‌شود. امواج انفجار را با چشم نمی‌توان دید ولی با دستگاه  مخصوص عکسبرداری این امواج قابل رویت بوده و فشار آنها نیز با وسایل مخصوصی اندازه‌گیری می‌شود.

امواج فشاری مزبور گازهای نسوخته را تحت فشار قرار داده و باعث بالا رفتن درجه حرارت آنها می‌گردد. به دنبال تراکم گازها، شعله وارد محیط متراکم و گرم گازها شده و انفجار دیگری را باعث می‌شود. این انفجار به نوبه خود امواج فشاری جدیدی تولید می‌نماید و در نتیجه یک سلسله انفجارهای زنجیری به وقوع می‌پیوندد. با این تفاوت که امواج فشاری جدید با سرعت بیشتری به حرکت در می‌آیند زیرا انفجار در محیط داغ‌تر و متراکم‌تری صورت می‌گیرد.

چون امواج فشاری جدید با سرعت بیشتری حرکت می‌کنند لذا از امواج قبلی جلو افتاده و در واقع موجها روی هم متراکم شده و یک فشار متحرک در داخل لوله ایجاد می‌نمایند که آن را امواج ضربه‌ای می‌نامند. امواج ضربه‌ای خفیف یا کم فشار با سرعت صوت یعنی حدود 1100 فوت در ثانیه در هوا و در شرایط متعارفی به حرکت  در می‌آیند ولی سرعت آنها در گازهای داغ بیشتر است. امواج ضربه‌ای شدید می‌توانند با چندین برابر سرعت به حرکت در آیند.

شعله انفجار به دنبال امواج ضربه‌ای از میان گازهایی که هر لحظه به علت تراکم امواج فشاری داغ‌تر می‌شود عبور نموده و در این حالت دو جبهه ایجاد می‌شود یکی جبهه امواج پیش آهنگ که در خط مقدم بر گاز حرکت می‌کند. دیگری جبهه مرزی که بلافاصله در جلوی شعله قرار می‌گیرد. گازی که بدین نحو تحت فشار امواج ضربه‌ای قرار می‌گیرد حتی قبل از آنکه شروع به سوختن کند حرارتش به دو برابر یا بیشتر افزایش می‌یابد. و همین بالا رفتن حرارت عمل احتراق را تسریع کرده و شعله با شتاب بیشتری از درون گاز عبور می‌نماید. از آنجایی که شعله در طرف محدودی عبور می‌کند انرژی حرارتی آن به آسانی از سیستم خارج نمی‌شود و همین انباشته شدن انرژی، عکس العمل شعله و انفجار را هر لحظه بیشتر تشدید می‌نماید.

این فعل و انفعال همچنان ادامه یافته و هر لحظه شعله شتاب بیشتری به خود می‌گیرد تا به حداکثر سرعت خود می‌رسد. در این لحظه است که انفجار تخریبی به وقوع پیوسته و امواج با سرعتی که چندین برابر صوت است به پیش رانده می‌شود و از میان گازهای نسوخته داغ گذشته و یا امواج فشاری و ضربه‌ای خفیف تر که ناشی از انفجارهای قبلی بوده و با سرعت کمتری در حرکت هستند برخورد کرده و این امواج را به خود جذب نموده و به حرکت ادامه می‌دهند تا به مرحله نهایی انفجار می‌رسد. (شکل‌های 5 و6 و7)

ضمنا باید بدانیم که فشار سیستم به علت تراکم امواج فشاری و ضربه‌ای و افزایش حرارت گاز به حدود 60 الی 100 برابر فشار اولیه خود می‌رسد. خوشبختانه چون این فشار در یک لحظه بسیار کوتاه به وجود آمده و از بین می‌رود و لذا اثرات ترتیبی آن ناچیز است.

امواج انفجار تخریبی که بدین گونه به حرکت درآمده با نیروی بسیار زیادی به دیواره انتهای لوله برخورد کرده و مانند ضربه پیستون به عقب رانده می‌شود ونیروی آن حتی تا هشت برابر نیروی قبل از برخورد افزایش می‌یابد. (شکل شماره 8)

توصیف فوق درباره انفجار تخریبی فقط در سیستم‌هایی، صادق است که شامل مخلوط هوا و هیدرو کربورهای اشباع شده در فشار  استمفر و در محیط گاز راکد  بدون تلاطم باشد. ولی در شرایط زیر عمل انفجار تخریبی بسیار سریعتر و در فاصله کوتاهتری به وقوع می‌پیوندد.

1- چنانچه مخلوط  گازها در حال تلاطم باشد.

2- چنانچه هیدروژن یا گازهای اشباع نشده وجود داشته باشد.

3- چنانچه مقداری اکسیژن به هوا اضافه شده باشد.

شرایط فوق احتراق را سریعتر می‌نماید وبا امکان وجود این شرایط است که در پالایشگاه‌ها انفجارهای تخریبی با سرعت و شدت بیشتری به خصوص در فضارهای بالاتر  از اتمسفر به وقوع می‌پیوندد و چون فشار انفجار مضربی از فشار اولیه است، لذا هر چه فشار بیشتر باشد قدرت تخریبی انفجار قابل ملاحظه‌تر خواهد بود.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید