#G0Открытое пламя опасно не только при непосредственном контакте с горючей средой, но и при ее облучении. Интенсивность облучения (), Вт · м, вычисляют по формуле

, (92)

где 5,7 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт · м· К;

- приведенная степень черноты системы

, (93)

- степень черноты факела (при горении дерева равна 0,7, нефтепродуктов - 0,85);

- степень черноты облучаемого вещества принимают по справочной литературе;

- температура факела пламени, К;

- температура горючего вещества, К;

- коэффициент облученности между излучающей и облучаемой поверхностями.

#G1

#G0Критические значения интенсивности облучения в зависимости от времени облучения для некоторых веществ приведены в табл.7.

Таблица 7

#G1

#G0

Материал

Минимальная интенсивность облучения, Вт·м, при продолжительности облучения, мин

3

5

15

Древесина (сосна влажностью 12%)

18800

16900

13900

Древесно-стружечная плита плотностью 417 кг·м

13900

11900

8300

Торф брикетный

31500

24400

13200

Торф кусковой

16600

14350

9800

Хлопок-волокно

11000

9700

7500

Слоистый пластик

21600

19100

15400

Стеклопластик

19400

18600

17400

Пергамин

22000

19750

17400

Резина

22600

19200

14800

Уголь

-

35000

35000

#G1

#G0Пожарная опасность искр печных труб, котельных, труб паровозов и тепловозов, а также других машин, костров, в значительной степени определяется их размером и температурой. Установлено, что искра диаметром пожароопасна, если имеет температуру около 1000 °С, диаметром - 800 °С, диаметром - 600 °С.

#G1

#G0Теплосодержание и время остывания искры до безопасности температуры вычисляют по формулам (76 и 91). При этом диаметр искры принимают , а скорость полета искры ( ), м · с, вычисляют по формуле

, (94)

где - скорость ветра, м · с;

- высота трубы, м.

#G1

#G05.1.5. Нагрев веществ, отдельных узлов и поверхностей технологического оборудования

#G1

#G0Температуру нагрева электропровода при возникновении перегрузки (), °С, вычисляют по формуле

, (95)

где - нормативная температура среды для прокладки провода, принимается в соответствии с правилами электрооборудования, утвержденными Госэнергонадзором, °С;

#G1

#G0 - фактический ток в проводнике, А;

#G1

#G0 - нормативная температура жилы электропровода, °С;

#G1

#G0 - допустимый ток в проводнике, А.

Температуру газа при сжатии в компрессоре и отсутствии его охлаждения (), К, вычисляют по формуле

, (96)

где - температура газа в начале сжатия, К;

- давление газа в конце и начале сжатия, кг · м;

- показатель адиабаты (равен 1,67 и 1,4 соответственно для одно- и двухатомных газов).

Для многоатомных газов показатель адиабаты вычисляют по формуле

, (97)

где - изобарная и изохорная удельные массовые теплоемкости газов, Дж · кг· К .

Температуру нагрева электрических контактов при возникновении повышенных переходных сопротивлений (), °С, вычисляют по формуле

, (98)

где - температура среды, °С;

- время, с;

- постоянная времени нагрева контактов, с;

- электрическая мощность, выделяющаяся в контактных переходах, Вт;

- площадь поверхности теплообмена, м;

- общий коэффициент теплоотдачи, Вт · м· К.

До максимальной температуры контакты нагреваются за время

. (99)

Электрическую мощность (), выделяющуюся в контактных переходах, вычисляют по формуле

, (100)

где - ток в сети, А;

- падение напряжения в -й контактной паре в электрическом контакте, В;

- количество контактных пар в контакте.

Значение падения напряжений на контактных парах для деталей из некоторых материалов приведены в табл.8.

#G1

#G0 Таблица 8

#G0Наименование материала

Алюминий

Графит

Латунь

Медь

Сталь

Алюминий

0,28

Графит

3,0

3,0

Латунь

0,63

2,4

0,54

Медь

0,65

3,0

0,60

0,65

Сталь

1,4

1,6

2,1

3,0

2,5

#G1

#G0Коэффициент теплообмена вычисляют в зависимости от температуры контактов по формулам:

, если 60 °С; (101)

, если 60 °С. (102)

Постоянную времени нагрева контактов вычисляют по формуле

, (103)

где - удельная массовая теплоемкость металла контактов, Дж · кг· К;

- масса контактов, кг.

Расчет проводят в следующей последовательности. Для заданной температуры вычисляют и , а затем по формуле (98) вычисляют . Если выбранное и вычисленное значения отличаются более чем на 5%, то вычисление необходимо повторить.

#G1

#G0Температуру подшипника скольжения при отсутствии смазки и принудительного охлаждения (), °С, вычисляют по формуле

, (104)

где - температура среды, °С;

- коэффициент мощности, Вт;

- коэффициент трения скольжения;

- сила, действующая на подшипник, кг;

- диаметр шипа вала, м;

- частота вращения вала, мин;

- площадь поверхности теплообмена подшипника (поверхность подшипника, омываемая воздухом), м;

- время работы подшипника, с;

- постоянная времени нагрева подшипника, с;

- масса подшипника, кг.

Время нагрева подшипника ( ), с, до заданной температуры вычисляют по формуле

. (105)

Практически при температура подшипника достигает максимального значения, вычисляемого по формуле

#G1

#G0. (106)

В формулах (106, 107, 108) коэффициент теплообмена вычисляют по формулам (101 или 102).

#G1

#G0Последовательность расчета температуры подшипника аналогична расчету температуры нагрева контактов.

#G1

#G05.1.6. Нагрев веществ при самовозгорании

Минимальную температуру среды, при которой происходит тепловое самовозгорание, вычисляют из выражения

, (107)

а время нагревания вещества до момента самовозгорания из выражения

, (108)

где - температура окружающей среды, °С;

- время нагрева, ч;

- эмпирические константы;

- удельная поверхность тел, м.

, (109)

где - полная наружная поверхность тела, м;

- объем тела, м;

- размеры тела вдоль соответствующей координатной оси, м; например, для прямоугольного параллелепипеда: - длина, - ширина, - высота; для цилиндра: , - высота; для шара: и т.д.

5.2. Интенсивность отказов элементов оборудования, приборов и аппаратов

#G1

#G0Зависимость интенсивности повреждений оборудования, приводящих к взрыву, от взрывоопасной концентрации для производства дивинила, метана, этилена и аммиака приведена на черт.6.

Черт.6

Интенсивность отказов различных элементов технологических аппаратов и защитных устройств определяют по табл.9, 10.

#G1

#G0Таблица 9

Интенсивность отказа элементов

#G0

Наименование элемента

Интенсивность отказов (·10), ч

Нижний предел

Среднее значение

Верхний предел

Механические элементы

Гильзы

0,02

0,045

0,08

Дифференциалы

0,012

1,00

1,58

Зажимы

0,0003

0,0005

0,0009

Кольца переменного сечения

0,045

0,55

3,31

Коробки коленчатого вала

0,1

0,9

1,8

Коробки передач:

соединительные

0,11

0,2

0,36

секторные

0,051

0,912

1,8

скоростные

0,087

2,175

4,3

Корпуса

0,03

1,1

2,05

Муфты:

сцепления

0,04

0,06

1,1

скольжения

0,07

0,3

0,94

Ограничители

0,165

0,35

0,783

Ограничительные сменные кольца

-

0,36

-

Противовесы:

большие

0,13

0,3375

0,545

малые

0,005

0,0125

0,03

Пружины

0,004

0,1125

0,221

Приводы:

со шкивом

-

0,16

-

дополнительного сервомеханизма

0,86

12,5

36,6

обычных сервомеханизмов

0,86

12,5

36,6

более экономичные

0,6

3,3

18,5

менее

0,17

1,8

9,6

Приводные ремни передач

-

3,6

-

Подшипники:

шариковые

0,02

0,65

2,22

соединительных муфт

0,008

0,21

0,42

роликовые

0,2

0,5

1,0

Шарикоподшипники:

мощные

0,072

1,8

3,53

маломощные

0,035

0,875

1,72

Рессоры маломощные

-

0,112

-

Ролики

0,02

0,075

0,1

Соединения:

механические

0,02

0,02

1,96

вращающиеся

6,89

7,50

9,55

паяные

0,0001

0,004

1,05

Соединительные коробки

0,28

0,4

0,56

Сервомеханизмы

1,1

2,0

3,4

Стержни

0,15

0,35

0,62

Устройство связи:

направленные

0,065

1,52

3,21

поворотные

0,001

0,025

0,049

гибкие

0,027

0,039

1,348

жесткие

0,001

0,025

0,049

Фильтры механические

0,045

0,3

1,8

Шестерни

0,002

0,12

0,98

Штанги плунжера

-

0,68

-

Штифты:

с нарезкой

0,006

0,025

0,1

направляющие

0,65

1,625

2,6

Шарниры универсальные

1,12

2,5

12,0

Шасси

-

0,921

-

Эксцентрики

0,001

0,002

0,004

Пружины

0,09

0,22

0,42

Теплообменники

2,21

15,0

18,6

Гидравлические и пневматические элементы

Диафрагмы

0,1

0,6

0,9

Источники мощности гидравлические

0,28

6,1

19,3

Задвижки клапанов

0,112

5,1

44,8

Задвижки возбуждения

0,112

0,212

2,29

Клапаны:

шариковые

1,11

4,6

7,7

рычажные

1,87

4,6

7,4

нагруженные

0,112

5,7

18,94

сверхскоростные

1,33

3,4

5,33

обходные

0,16

2,24

8,13

стопорные

0,112

2,3

4,7

контрольные

0,24

1,9

2,2

дренажные

-

0,224

-

наполнительные

0,1

0,112

1,12

поплавковые

5,6

8,0

11,2

горючего

1,24

6,4

37,2

давления

0,112

5,6

32,5

первичные

0,165

6,3

14,8

двигателя

-

37,2

-

регулятора

-

0,56

-

разгрузочные:

0,224

5,7

14,1

давления

0,224

3,92

32,5

термические

5,6

8,4

12,3

резервуарные

2,70

6,88

10,8

селекторные

3,7

16,0

19,7

регулировочные

0,67

1,10

2,14

ручные переключающие

0,112

6,5

10,2

скользящие

0,56

1,12

2,28

ползунковые

-

1,12

-

соленоидные:

2,27

11,0

19,7

трехходовые

1,87

4,6

7,41

четырехходовые

1,81

4,6

7,22

импульсные

2,89

6,9

9,76

перепускные

0,26

0,5

2,86

разгрузочные

3,41

5,7

15,31

Сервоклапаны

16,8

30,0

56,0

Манометры

0,135

1,3

15,0

Моторы гидравлические

1,45

1,8

2,25

Нагнетатели

0,342

2,4

3,57

Насосы с машинным приводом

1,12

8,74

31,3

Поршни гидравлические

0,08

0,2

0,85

Приводы постоянной скорости пневматические

0,3

2,8

6,2

Прокладки:

пробковые

0,003

0,04

0,077

пропитанные

0,05

0,137

0,225

из сплава "Монель"

0,0022

0,05

0,908

кольцеобразные

0,01

0,02

0,035

феноловые (пластмассовые)

0,01

0,05

0,07

резиновые

0,011

0,02

0,03

Регуляторы:

давления

0,89

4,25

15,98

гидравлические

-

3,55

-

пневматические

3,55

7,5

15,98

Резервуары гидравлические

0,083

0,15

0,27

Сильфоны

0,09

2,287

6,1

Соединения:

гидравлические

0,012

0,03

2,01

пневматические

0,021

0,04

1,15

Соединительные муфты гидравлические

-

0,56

-

Трубопроводы

0,25

1,1

4,85

Цилиндры

0,005

0,007

0,81

Цилиндры пневматические

0,002

0,004

0,013

Шланги:

высокого давления

0,157

3,93

5,22

гибкие

-

0,067

-

пневматические

-

3,66

-