Vliv disperze hořlavých prachů na vybrané požárně-technické charakteristiky

SP2014/158

null

prof. Dr. Ing. Aleš Bernatík

01. 01. 2014 - 31. 12. 2014

Předmětem výzkumu v rámci tohoto projektu je vytváření prachových disperzí pro experimentální měření požárně-technických charakteristik prachu (minimální iniciační energie a výbuchové parametry). Cílem výzkumu je určení vhodných rozviřovacích tlaků a dob zpoždění iniciace pro různé typy prachových vzorků na základě jejich sypné hmotnosti a zrnitosti, která významně ovlivní jejich rozviřitelnost. Experimentální měření bude prováděno na dvou zařízeních pro stanovení požárně-technických charakteristik: minimální iniciační energie prachu – zařízení pro stanovení minimální iniciační energie MIE D 1.2 a výbuchové parametry – výbuchový autokláv VA – 250. Při experimentálním měření výbuchových parametrů prachových vzorků je potřeba docílit dokonalého rozložení částic prachu v celém objemu testovacího zařízení. Pro rozvíření prachového vzorku je využíván tlakový vzduch, který přes rozviřovač prachový vzorek vnese do zkušebního zařízení. Rozviřovací tlak je definován pro stanovení minimální iniciační energie normou ČSN EN 13821 Prostředí s nebezpečím výbuchu - Prevence a ochrana proti výbuchu - Stanovení minimální zápalné energie směsi prachu se vzduchem na 7 barů a pro stanovení maximálních výbuchových parametrů rozviřovací tlak definuje norma ČSN EN 14 034 – Stanovení výbuchových charakteristik rozvířeného prachu na 20 barů. Tyto hodnoty jsou definovány striktně pro všechny typy prachových vzorků. V průmyslu se ovšem vyskytují prachové vzorky různých materiálů o různé sypné hmotnosti (od prachu kovů s vysokou sypnou hmotností až po prachy s nízkou sypnou hmotností jako polyuretany či textilní prach). Pro vytvoření prachového oblaku je potřeba, aby v prachovém oblaku byla přítomna turbulence způsobena tlakovým vzduchem, která udržuje prachové částice ve vznosu. Bez přítomnosti této turbulence by se prachové částice po čase usadily jako vrstva prachu. Intenzita turbulence v čase iniciace v experimentálních zařízeních je určená rozviřovacím tlakem, tvarem nádoby a typem rozviřovače.

Ing. Jiří Serafín, Ph.D.
Ing. Miroslav Mynarz, Ph.D.
prof. Dr. Ing. Aleš Bernatík
Ing. Petr Lepík, Ph.D.
Ing. Michaela Skřížovská, Ph.D.
Ing. Kateřina Derychová
Ing. Jana Havelková
Ing. Kateřina Rezeková
Ing. Ondřej Kloda
Bc. Jan Hanák
Ing. Vladan Andrejko
Ing. Jana Havelková
prof. Dr. Ing. Aleš Bernatík

Popis projektu:
Obsahem práce bude prozkoumání vytváření prachových disperzí pro experimentální měření vybraných požárně-technických charakteristik (minimální iniciační energie a maximální výbuchové parametry) vybraných prachových vzorků na základě sypné hmotnosti a zrnitosti vzorků hořlavých prachů. Experimentální měření budou prováděna na dvou zařízeních a to zařízení pro stanovení minimální iniciační energie MIE D 1.2 a na výbuchovém autoklávu VA – 250. U jednotlivých vzorků bude provedena spektrální analýza. Projekt je v souladu se záměry Katedry bezpečnosti práce a procesů (040) v oblasti vědeckovýzkumné činnosti.

Cíl projektu:
Cílem tohoto projektu je prozkoumat proces rozviřování prachových vzorků na dvou experimentálních zařízeních a to zařízení pro stanovení minimální iniciační energie MIE D 1.2 a výbuchovém autoklávu VA – 250. Následně zjistit vhodné rozviřovací tlaky a dobu zpoždění iniciace, které se budou lišit v závislosti na sypné hmotnosti a zrnitosti hořlavých prachů. Dalším cílem je najít možnost zpřesnění normovaného měření požárně-technických charakteristik.

Ke splnění zadaného cíle povedou následující dílčí kroky:
1) Výběr vhodných prachových vzorků na základě jejich sypných hmotností a jejich příprava na definovanou velikost zrna.
2) Pořízení videozáznamu rozvíření jednotlivých vzorků na experimentálních zařízeních při různých rozviřovacích tlacích pomocí rychloběžné kamery.
3) Vyhodnocení videozáznamů rozvíření prachových vzorků a na jejich základě určení vhodné doby zpoždění iniciace a rozviřovacího tlaku pro typ prachu na základě jeho sypné hmotnosti.
4) Naměření požárně technických charakteristik dle normových požadavků a porovnání s výsledky získanými na základě výzkumu v rámci tohoto projektu.
Výsledky a závěry experimentálních měření bude možné využít jako podklad pro následné experimentální měření vybraných požárně-technických charakteristik (minimální iniciační energie a výbuchových parametrů) hořlavých prachů jak pro oblast vědy a výzkumu tak pro praxi. Tato měření mohou významně zvýšit odborný potenciál týmu v rámci výuky, vědy a výzkumu a v neposlední řadě i při spolupráci s průmyslem. Experimenty v této oblasti také mohou nápomoci v dalším rozvoji oboru protivýbuchové ochrany na Fakultě bezpečnostního inženýrství.

Více informací je uvedeno v příloze (Příloha SP_2014_158).