автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Пожаровзрывобезопасность процессов сушки пропиточных лаков в электрических печах

Введение

1. Обзор и анализ исследований по испарению растворителей при сушке лакокрасочных покрытий. И

1.1. Особенности испарения растворителей из лакокрасочных материалов. \А

1.2. Обзор и анализ работ по сушке лакокрасочных покрытий.

1.3. Характеристика электроизоляционных лаков и особенности сушки изделий, пропитанных лакокрасочными материалами.

1.4. Анализ моделей, характеризующих процессы сушки.

1.5. Выводы и задачи исследования процесса сушки пропиточных электроизоляционных лаков. А%

2. Теоретические исследования влияния температуры на скорость испарения растворителей . 4S"

2.1. Предпосылки получения уравнения для расчета коэффициента, характеризующего температурные условия сушки.45"

2.2. Расчетное соотношение для определения коэффициента, характеризующего температурные условия сушки лакокрасочных материалов. >

3. Экспериментальные исследования влияния температуры на скорость испарения растворителей при сушке пропиточных лаков.

3.1. Экспериментальная установка, организация проведения опытов.

3.2. Свойства пропиточных электроизоляционных лаков на основе модифицированных синтетических полимеров .S

3.3. Методика обработки и обобщения экспериментальных данных, характеризующих скорость испарения растворителей из пропиточных электроизоляционных лаков.

3.3.1. Анализ существующих методик.

3.3.2. Разработка методики обработки и обобщения экспериментальных величин, характеризующих скорость испарения растворителей из пропиточных лаков.

3.3.3. Методика обработки и обобщения результатов опытов по определению скорости испарения растворителей при сушке пропиточных лаков

3.4. Результаты опытов по исследованию влияния тем- . пературных условий сушки на скорость испарения растворителей.

3.5. Оценка погрешности определения исходных величин

4. Анализ закономерностей вентиляции сушильных печей с рециркуляцией теплоносителя и разработка рекомендаций по обеспечению пожаровзрывобезопасных режимов сушки.

4.1. Анализ схем организации воздухообмена печей с рециркуляцией теплоносителя и влияния их на взрывоопасность процессов сушки . ед

4.2. Вывод уравнения для расчета концентрации горючих паров в сушильных печах с рециркуляцией теплоносителя

4.3. Рекомендации по организации воздухообмена сушильных печей, обеспечивающего взрывобезопасность процессов сушки.

4.4. Рекомендации по определению требуемого воздухообмена электрических печей для сушки изделий, пропитанных лакокрасочными материалами.

4.4.1. Расчет интенсивности выделения горючих паров при сушке изделий, пропитанных лакокрасочными материалами.

4.4.2. Определение значений концентрации горючих паров при сушке изделий.7 о/

4.4.3. Определение предельно-допустимой взрыво-безопасной концентрации горючих паров . ioz

4.5. Примеры расчета требуемого воздухообмена печи при сушке пропитанных лаком тепловозных генераторов

4.6. Сравнение расчетных и экспериментальных значений концентрации горючих паров при сушке якоря ГП-ЗП.

5. Выводы.

ХХУ1 съезд КПСС выдвинул научно обоснованную программу дальнейшего экономического и социального развития страны, которая нашла свое конкретное воплощение .в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года.

В качестве главной задачи одиннадцатой пятилетки партия выдвигает обеспечение дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии ■ всех видов ресурсов и улучшения качества работы / 1 /.

Для выполнения широкой программы экономического и социального развития страны, намеченной на одиннадцатую пятилетку и на восьмидесятые годы, необходимо вовлечь в производство огромные сырьевые, топливно-энергетические и другие материальные ресурсы.

В принятом ЦК КПСС и Советом Министров СССР постановлении "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов" / 2 / указано на необходимость коренным образом улучшить работу по экономии и рациональному использованию сырья, материалов, топлива и энергии во всех звеньях народного хозяйства.

В постановлении, предусматривается совершенствование стандартов и технических условий, разработка и уточнение стандартов на новые виды машин, оборудования, материалов, пересмотр норм, стандартов и правил на конструирование и расчеты, в том числе на коэффициенты запаса.

Прогрессивные нормы и рекомендации, направленные на повышение качества продукции, экономию и эффективное использование сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов должны содержать требования по обеспечению взрывопожарной безопасности объектов народного хозяйства.

С целью повышения пожаровзрывобезопасности объектов народного хозяйства в одиннадцатой пятилетке ГКНТ СССР утвердил межотраслевую комплексную программу, направленную на разработку и внедрение рекомендаций, обеспечивающих пожаровзрывобезопас-ность комплексов, заводов, участков. Одной из исследовательских работ указанной программы является "Исследование пожарной опасности и разработка рекомендаций по предотвращению взрывов и пожаров в сушильных установках различного назначения".

Повышенную пожаровзрывоопасность представляют сушильные электрические печи периодического действия с рециркуляцией теплоносителя, предназначенные для сушки электрических изделий, пропитанных в электроизоляционных лаках.

Пропиточные электроизоляционные лаки содержат в качестве растворителей и разбавителей горючие органические жидкости (толуол, ксилол, уайт-спирит, этилцеллозольв, спирты и др.), которые при испарении могут образовать в смеси с воздухом взрывоопасную концентрацию в объеме сушильных камер. Предотвращение образования горючей среды в объеме сушильных камер обеспечивается путем поддержания в процессе сушки допустимой концентрации паров. Количество воздуха, которое необходимо подавать в камеру сушильной печи для поддержания в ней допустимой взрыю вобезопасной концентрации, горючих паров, определяется расчетом на основании данных по интенсивности испарения растворителей.

В процессе сушки, электрических изделий (якорей тепловозных генераторов и тяговых электродвигателей), пропитанных электроизоляционными лаками, испарение растворителей происходит из слоев лака, находящихся на поверхности и внутри изделий. В работе/5 / интенсивность испарения растворителей в любой момент времени сушки якорей тепловозных генераторов и тяговых электродвигателей рекомендуется определять по уравнению н -100 ^tj^ -ЮОКдХ/^ d\Ajdz= oCfc.fve + V(/T; K2 F, е ;

Дяя расчета интенсивности испарения растворителей необходимо иметь значения коэффициентов К, и. ^ , которые характеризуют скорость испарения растворителей из поверхностного слоя лака и лака, находящегося в порах изоляции обмоток электрических изделий. В настоящее время в нормативной и другой литературе отсутствуют численные значения указанных коэффициентов, способы их определения и методика расчета воздухообмена сушильных печей с рециркуляцией теплоносителя для сушки, пропитанных лаками изделий. Отсутствие данных по коэффициентам затрудняет ведение расчетов интенсивности испарения растворителей при сушке различных видов пропиточных лаков и требуемого воздухообмена сушильных камер, обеспечивающего взрывобезопасный и экономичный режим сушки.

Значения коэффициентов, характеризующих скорость испарения растворителей из поверхностных и глубинных слоев лака зависят от вида пропиточного электроизоляционного лака, темпера турных и аэродинамических условий сушки. Необходимые данные по коэффициентам можно получить на основании теоретических и экспериментальных исследований по изучению влияния температурных и аэродинамических условий сушки, на скорость испарения растворителей из различных видов электроизоляционных пропиточных лаков.

Пожаровзрывобезопасность технологического процесса сушки изделий в печах с рециркуляцией теплоносителя зависит не только от количества подаваемого в камеру свежего воздуха и удаления загрязненного воздуха, но и схемы организации воздухообмена сушильных печей. Анализ вентиляции сушильных электрических печей периодического действия с рециркуляцией теплоносителя / 22 / показал, что при некоторых схемах воздухообмена на взры-вобезопасность процесса сушки оказывает влияние отношение количества свежего воздуха, подаваемого в вентиляционную систему, к производительности вентилятора. В связи с этим возникла необходимость в изучении режимов работы вентиляционных систем сушильных печей при различных схемах организации воздухообмена, оценке их с точки зрения пожаровзрывобезопасности и разработке рекомендаций, направленных на обеспечение проведения пожаро-взрывобезопасных процессов сушки, изделий, пропитанных электроизоляционными лаками.

Целью работы является получение расчетного уравнения для определения значений коэффициентов скорости испарения растворителей при сушке различных видов пропиточных электроизоляционных лаков, разработка рекомендаций по расчету количества воздуха, подаваемого в камеру электрических сушильных печей периодического действия с рециркуляцией теплоносителя и схем подачи воздуха в камеру и удаления воздуха из нее, при которых обеспечивается пожаровзрывобезопасность процессов сушки электротехнических изделий.

Актуальность выполненной работы заключается в разработке новой методики расчета требуемого воздухообмена сушильных печей периодического действия с рециркуляцией теплоносителя, предназначенных для сушки пропитанных лаками электротехнических изделий (якорей тепловозных генераторов и тяговых электродвигателей).

Настоящая работа выполнена в соответствии с заданием 12 "Разработать и внедрить методы и средства, обеспечивающие повышение пожаровзрывобезопасности объектов народного хозяйства" межотраслевой комплексной программы работ по научно-технической проблеме 0.74.08, утвержденной Президиумом ВЦСПС и ГКНТ СМ СССР (Постановление Ш 19-9/434 от 17 декабря 1976 г.), постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов", а также в соответствии с планом Министерства электротехнической промышленности СССР по решению важнейших проблем отрасли по новой технике на 1975-1980 годы.

Представляемая на защиту работа является составной частью научно-исследовательской работы "Исследование пожарной опасности технологии пропитки-сушки якорей тепловозных генераторов и разработка рекомендаций по повышению взрывобезопасности и. экономичности работы электропечей", которая представлялась на конкурс лучших научных работ, выполненных в вузах страны. Постановлением В 247 от 23 марта 1983 г. MB и ССО СССР и ЦК профсоюза работников просвещения, высшей школы и научных учреждений работа удостоена диплома и Ш премии.

На защиту выносятся следующие результаты, которые содержат научную новизну и представляют практическую ценность: расчетное уравнение для определения коэффициентов, характеризующих скорость испарения растворителей из различных видов электроизоляционных пропиточных лаков при различных температурных режимах сушки; экспериментальные данные, характеризующие скорости испарения растворителей при сушке алкиднофенольных, алкидномеламино-вых, полиэфирноэпоксидных и полиорганосилоксановых пропиточных лаков; уравнения, устанавливающие взаимосвязь интенсивности испарения растворителей, концентрации, горючих паров и воздухообмена при сушке лакокрасочных покрытий в печах при различных схемах рециркуляции теплоносителя; расчетные уравнения для определения концентраций горючих паров растворителей в любой момент времени сушки пропитанных лаками якорей тепловозных генераторов и тяговых электродвигателей в электрических печах периодического действия при различных схемах рециркуляции теплоносителя; рекомендации по расчету требуемого воздухообмена, обеспечивающего взрывобезопасный и экономичный режим сушки, якорей тепловозных генераторов и. тяговых электродвигателей в электрических печах периодического действия с рециркуляцией теплоносителя.

Результаты выаолненных в ра.боте исследований опубликованы в журналах "Пожарное дело" / 39 ,40 /, "Лакокрасочные материалы и их применение" /А] , 4Z /, сборнике научных трудов ВМПТШ МВД СССР / A3 / и отчёте / АЛ /.

I. ОБЗОР И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИСПАРЕНИЮ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ПРИ СУШКЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ

ПОКРЫТИЙ

Выводы в работе / 12, /о различных концентрациях паров на участках вентиляционной системы печи с рециркуляцией воздуха сделаны в предположении, что интенсивность испарения растворителей в печах постоянна во времени. На практике, как правило, интенсивность испарения растворителей при сушке изделий, покрытых

Рис. 4.2. Зависимость локальных концентраций в сушильной печи с рециркуляцией теплоносителя от' оС . или пропитанных лаками, изменяется во времени. Для расчета концентрации горючих паров в воздухе сушильных камер с рециркуляцией теплоносителя необходимо получить уравнение, которое учитывало бы характер изменения интенсивности испарения растворителей, производительность вентилятора и количество воздуха, подаваемого в камеру и удаляемого в атмосферу.

4.2. Вывод уравнений для расчета концентрации горючих паров в сушильных печах с рециркуляцией теплоносителя

Проведем анализ работы сушильной печи с рециркуляцией теплоносителя, схема вентиляции которой приведена на рис. 4.1. Составим материальный баланс сушильной камеры за бесконечно малый промежуток ее работы dX .

Пусть в сушильной камере 4 интенсивность выделения паров растворителей равна ( dМ/оСГ)• dX . На рисунке видно, что в камеру поступает и удаляется из нее количество воздуха равное

Q—aQ . Из камеры вместе с воздухом удаляются пары растворителей в количестве ( Q-aQ )-С (точка I схемы). На участке

1-2 вентиляционной системы печи концентрация горючих паров в воздухе не изменяется. При подаче чистого воздуха в систему (точка 2) происходит снижение концентрации горючих паров на участке

2-3, и значение концентрации будет равно [( Q - д (?) j Qj 'C

В точке 3 вентиляционной системы часть воздуха с концентрацией равной [ (Q-A0)jQ] С за время № выбрасывается наружу.

Количество паров, удаляемых с воздухом, составляет L(Q-aQ)/Q]' • С •aQ-cI/I . Оставшаяся часть воздуха поступает в камеру на рециркуляцию. Разность между количеством выделяемых горючих пачим ров в печи и количеством удаляемых паров в атмосферу будет определять концентрацию паров в воздухе, удаляемом из камеры на участке 1-2. Составляя материальный баланс системы, получаем cic

Разделив левую и правую части уравнения на V- d% , полудЛ V С~ V dJU (4-5) где оL=*bQlq .

Из уравнения (4.1) следует, что изменение концентрации паров зависит от производительности вентилятора, интенсивности испарения растворителей .у расхода чистого воздуха, подаваемого в печь и объема печи.

Предположим, что скорость испарения растворителей во время сушки изделий постоянна, т.е. const dfU

Тогда при заданном начальном условии и с-О и фиксированном значении производительности вентилятора Q и воздухообмене печи &Q интегрирование уравнения (4.5) дает

V с j С4-6)

При 00 уравнение (4.6) превращается в уравнение (4.3), которое получено на основании других предпосылок, что подтверждает правильность его.

Подставляя значение интенсивности испарения растворителей при сушке лаков в уравнение (4.5) и произведя его интегрирование, полу чаем зависимость для определения концентрации горючих паров в объеме сушильной камеры в любой момент времени сушки в печи, вентиляция которой осуществляется по схеме, представленной на

РИ°' 4Л -юок,г/£, чоокдД, Jl^fM.t где А = т-J^i!- о \Х/т" п [l-iQ/QjaQ 1MV t>~

K.fT " MTH, Kzlz К i

Анализ уравнения (4.70 показывает, что при заданном воздухообмене концентрация паров растворителей в объеме сушильной печи в процессе сушки возрастает и в некоторый момент времени кр достигает максимального значения, а затем концентрация убывает по экспоненциальному закону. Время наступления максимальной концентрации горючих паров в камере печи будет зависеть от интенсивности испарения растворителей при сушке изделий, объема сушильной печи и принятого воздухообмена. Для обеспечения пожаровзрывобезопасного режима сушки необходимо, чтобы значение максимальной концентрации паров не превысило значения допустимой концентрации горючих паров в воздухе, которое регламентируется ГОСТ / 2,0 /

Стд* * САоп (4.8 J

Полученное уравнение (4.7;) для расчета концентрации горючих паров в любой момент времени сушки и выражение (4.8,1) позволяют дать оценку пожарной опасности действующих сушильных печей путем сопоставления фактических концентраций в объеме печи при принятом воздухообмене с предельно-допустимой взрывобезопасной концентрацией. При проектировании новых образцов сушильных установок требуемое количество воздуха, подаваемого в сушильную камеру, определяется из условия, чтобы максимальное значение концентрации, горючих паров не превышало предельно-допустимую взрывобезопасную концентрацию. При таком условии будет обеспечен взрывобезопасный и экономичный режим работы сушильных печей.

Требуемый воздухообмен из уравнения (4.7.]) с соблюдением условия (4.8 0 может быть определен методом последовательных приближений. Для этого задаемся значением воздухообмена и по (4.73) определяем концентрацию горючих паров в любой момент времени сушки и значение максимальной концентрации. Сопоставляя значения максимальной концентрации паров с допустимой концентрацией, можно сделать вывод о соответствии принятого воздухообмена требованиям взрывобезопасности. В том,случае, когда при. заданном значении воздухообмена не соблюдаются условия (4.8>i), принимается новое значение воздухообмена и расчет повторяется.

4.3. Рекомендации по организации воздухообмена сушильных печей, обеспечивающего взрыво-безопасность процессов сушки

Анализ работы тепловентиляционной системы, выполненной по приведенной на рис. 4.1 схеме показал, что она имеет свои особенности. Концентрация паров на разных участках вентиляционной системы печи при увеличении воздухообмена имеет разный характер изменения. Было доказано, что концентрация горючих паров в воздухе печи и воздуховодах зависит от отношения aQ| Q Сушильные печи периодического действия с рециркуляцией воздуха при нормальных условиях эксплуатации работают в таком режиме, когда aQ/Q ^ OjS . В этом режиме работы обеспечивается понижение концентрации горючих паров в процессе работы печи на всех участках вентиляционной системы с увеличением значения &Q .

При нарушении процессов сушки изделий в эксплуатируемых печах возможно интенсивное выделение горючих паров в сушильных камерах. Для снижения концентрации паров в объеме печи обслуживающий персонал может увеличить количество удаляемого воздуха из печи aQ путем открытия заслонки, на напорном участке вентсистемы. При увеличении, количества удаляемого воздуха печь будет работать в режиме, когда &Q/ Q У 0,5 , что приведет к нарастанию концентрации горючих паров на участке 1-2 вентсистемы и образованию горючей среды. Эти особенности необходимо учитывать при эксплуатации действующих сушильных печей с рециркуляцией теплоносителя, вентиляция которых осуществляется по схеме, приведенной на рис. 4.1. Снижение концентрации горючих паров на всех участках вентиляционной системы сушильной печи при. любых режимах подачи свежего и удаления загрязненного воздуха можно обеспечить путем применения новой схемы воздухообмена печи (рис. 4.3).

Рекомендуемая схема предусматривает подачу чистого воздуха в объем камеры через резулируемые проемы, размещаемые в стенках печи. При такой схеме количество циркулируемого воздуха через камеру равно производительности вентилятора. Из рисунка видно, что из камеры печи с воздухом удаляются пары растворителей в количестве Q С (точка I схемы). На участке 1-3 вентиляционной системы печи концентрация паров не меняется. В точке 3 системы часть загрязненного воздуха в количестве aQ выбрасывается наружу. Количество удаляемых паров с воздухом за время dX составляет aQ-с-dX . Часть воздуха в точке 3 системы направляется на рециркуляцию в камеру с концентрацией паров равной С

Точка J

Q-AQ

AO

Точка 2

Рис. 4.3L Схема вентиляции печи с подачей чистого воздуха непосредственно в камеру.

Количество паров растворителей в подаваемом на рециркуляцию воздухе за время ск равно . В точке 2 в печь поступает чистый воздух в количестве A Q и концентрация в рециркулируемом воздухе понижается. В камере объемом V выделяются за время cfa. пары растворителей в количестве

Составляем материальный баланс для камеры печи

Разделив левую и правую части уравнения HaVc/т , получим

J- (4.9)

V cIt "" с/т V е

Решая уравнение (4.8) с учетом значения интенсивности (стр. 40 ), получим выражение для расчета концентрации паров растворителей при сушке изделий в печах, воздухообмен которых осуществляется по схеме, приведенной на рис. 4.3. -iOOtfjT/Sj -iQ0.fr*г/(Г да

С^йе + g.e -(Д+В)еv , (4Л0) щ mV л0 douV

ЭД К

Полученное уравнение аналогично уравнению (4.1). Отсюда следует вывод, что характер изменения концентрации горючих паров в печах, вентиляция которых выполнена по схеме, приведенной на рис. 4.3, описывается дифференциальным уравнением для прямоточной схемы подачи и удаления воздуха.

Необходимый воздухообмен для сушильных печей, вентиляция которых выполнена по схеме рис. 4.3, можно определить по уравнению (4.10), используя метод последовательных приближений.

Рекомендуемая схема организации воздухообмена сушильных печей обеспечивает равномерность концентрации паров на всех участках вентсистемы и снижение ее при увеличении количества выбрасываемого воздуха. Предложенная схема воздухообмена использована при конструировании печей на Харьковском заводе "Электро-тяжмаш". Сушильные печи, вентиляция которых выполнена по схеме, приведенной на рис. 4.3, должны в процессе работы находиться под разрежением. Для регулировки плоскости равных давлений в объеме сушильных камер на заводе "Электротяжмаш" к.т.н. доцентом Светашовым И.Т. (ВИПТШ МВД СССР) предложена установка дополнительного сопротивления в вентиляционной системе в виде шибера с отверстиями, который размещается в воздуховоде после калорифера.

4.4. Рекомендации по определению требуемого воздухообмена электрических печей для сушки изделий, пропитанных лакокрасочными материалами (якорей тепловозных генераторов и тяговых электродвигателей)

4.4.1. Расчет интенсивности выделения горючих паров при сушке изделий, пропитанных лакокрасочными материалами

В процессе сушки пропитанных лаками электрических изделий в камерах сушильных печей выделяются пары органических растворителей. Предотвращение образования горючей среды в камерах обеспечивается путем поддержания в течение всего периода сушки такой концентрации горючих паров в воздухе печи, которая не превышает предельно-допустимой взрывобезопасной концентрации.

Необходимые данные для определения значений предельно-допустимых взрывобезопасных концентраций индивидуальных органических веществ и методика их определения представлены в Г0СТ12.1.001-76 (ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования). Поддержание допустимой концентрации паров растворителей в процессе сушки изделий осуществляется путем подачи в сушильную камеру требуемого расхода воздуха. Для определения требуемого расхода воздуха, обеспечивающего взрывобезопасный режим сушки, необходимо иметь данные по интенсивности испарения растворителей.

Значение интенсивности испарения растворителей при сушке изделий, пропитанных лакокрасочными материалами, можно получить экспериментальным путем или определить расчетом. Для расчета интенсивности испарения горючих паров растворителей в каждый момент времени сушки электрических изделий необходимо иметь следующие исходные данные: тип лакокрасочного материала, процентное содержание растворителя (растворителей) в материале \Х/ , массовое содержание каждого компонента в смесевом растворителе; массу лакокрасочного материала, затрачиваемую для пропитки изделия M„; массу лакокрасочного материала, идущую на пропитку пор изоляций обмоток М" и массу лака на покрытие открытой поверхности изделия М;н ; скорость обдувания изделия теплоносителем V ; площадь открытой поверхности изделия Ft и площадь испарения лака из глубинных слоев V начальную температуру якоря перед загрузкой в печь Тя Процентное содержание растворителей в лаке и массовое содержание каждого компонента в смесевом растворителе регламентируются техническими условиями, и ГОСТ на лакокрасочные материалы. Содержание растворителей, входящих в состав лакокрасочных материалов, может быть определено также экспериментальным путем.

Общая масса лака, расходуемая на пропитку изделия, и масса лака, затрачиваемая для смачивания открытой поверхности изделия после первичной и последующих пропиток, принимается по данным технологов или определяется опытным путем. Масса лака, идущая на пропитку пор изоляции обмоток, будет составлять разность общей массы лака, затраченной на пропитку изделия, и массы лака на открытой поверхности изделия. Площадь открытой смачиваемой поверхности и площадь испарения лака из пропитанных слоев изделия принимается по данным конструкторов или определяется расчетом, используя рабочие чертежи изделия.

Интенсивность испарения растворителей при сушке пропитанного лаком электроизделия в каждый момент времени определяется по формуле f 5"| , н -100 tf,tj6( -100 кл/4

Относительное содержание растворителя в лаке W" , находящемся на открытой поверхности изделия и в порах изоляции обмоток, связано с содержанием растворителя, принятого стандартами, соотношением wr 1-\Х/

Коэффициент, характеризующий скорость испарения растворителей со смачиваемой поверхности изделия

K,= ioKtKv

Коэффициент, характеризующий скорость испарения растворителей из глубинных слоев изделия

Коэффициент, учитывающий температурные условия сушки, лакокрасочного материала с индивидуальным растворителем, определяется по формуле j ^ q К V Тн.к b I

J о t

Значения физических параметров растворителей ( Г, И.Тн.к ) определяются по таблицам справочной литературы.

При сушке лакокрасочного материала со смесевым растворителем д[ J-1Л j0K = е VthT ТяУ где Я- F

А L=i di It

- iJJJ

Температура кипения смесевого растворителя при нормальном давлении определяется из выражения

CM Lm

Т = Z9-T .

1 Н.К H.K.t

Коэффициент, учитывающий аэродинамические условия сушки о,?

Удельный расход лака в абсолютно сухом состоянии на открытой Поверхности изделия и поверхности пор изоляции обмоток определяется из выражений

С Mti Г Мт,

- Т Г Fz

Масса твердого остатка лака на открытой поверхности и в глубинных слоях изоляции обмоток изделия равна разности массы лака и улетучившегося растворителя

14м цЛ К/| И КАЛ к.р

М = М -М М = М - М

1 Т| в 1IH ' 11Н 1 Чг ги ' Чн

Масса растворителя в лаке, нанесенном на открытую поверхность изделия и находящемся в порах изоляции обмоток, равна

МР= М0Р=М h-w

Ш 1И 2Н 2И

Подставляя в исходное уравнение найденные значения величин, определяем интенсивность испарения растворителей в любой момент времени сушки.

4.4.2. Определение значений концентраций горючих паров при. сушке изделий, пропитанных лаками

Концентрация горючих паров в сушильной печи с рециркуляцией теплоносителя зависит от интенсивности испарения растворителей, количества подаваемого в камеру свежего воздуха и схемы, по которой организована рециркуляция теплоносителя. В сушильных печах,- в которых рециркуляция теплоносителя осуществляется по схеме, приведенной на рис. 4.1, значение концентрации горючих паров в любой момент времени сушки определяется по уравнению (4.7J), а по схеме рис. 4.3 - по уравнению (4.10). Для определения значений концентрации, паров в объеме сушильных камер по уравнениям (4.7 ) и (4.10) необходимо задаваться величиной воздухообмена. В качестве необходимого принимается такое значение воздухообмена, при котором максимальная концентрация паров, полученная расчетом, будет равна предельно-допустимой взрывобезо-пасной концентрации.

4.4.3. Определение предельно допустимой взрыво-безопасной концентратрти^горючих паров

Предельно допустимая взрывобезопасная концентрация согласно ГОСТ 12.I.001-76 определяется по формуле пдвк ^ нпв/t I ^<$53 Значения нижнего концентрационного предела воспламенения индивидуальных растворителей при температуре 25 °С в объемных процентах приведены в справочном приложении 2 ГОСТ 12Л.001-76. Нижний концентрационный предел воспламенения смесевого растворителя, входящего в состав лака, при атмосферном давлении и температуре 25 °С можно определить по формуле, зная процентное содержание в растворителе каждого компонента

100 нпв Q Iс + $ /С + -Ц /с

CU НП&1 (jbj НПВ2. НПВ.П гдеснпв, » Снпв CRnB ^ - нижний предел воспламенения каждого компонента.

Нижний концентрационный предел воспламенения при других температурах и атмосферном давлении определяется по формуле с .+=cu„(t,oao-aooo799t)1 % ojf

НПВ.-fc НПВ\ » "

Значения нижнего концентрационного предела воспламенения органических веществ в воздухе при повышенных температурах, полученные экспериментальным путем ВНИИ техники безопасности в химической промышленности, приведены в табл. 4.1.

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. Издательство политической литературы, 1961, с.223.

2. Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов. Правда В 185 (22981) от 4 июля 1981 г.

3. Альбом оборудования окрасочных цехов. М., Химия, 1975, с.320.

4. Правила и нормы техники безопасности, пожарной безопасностии производственной санитарии для окрасочных цехов. М.: Машиностроение, 1977.

5. Кошмаров Ю.А., Волощук А.Я., Мусиенко О.Г., Шаров В.К. Теоретические основы расчета взрывобезопасности электропечей периодического действия при сушке пропиточных лаков. Электротехника № 10, 1981, с.53-56.

6. Эльтершан Е.М. Изучение скорости выделения растворителей из лакокрасочных покрытий. Лакокрасочные материалы и их применение, $ 3, 1973, с. 84-86.

7. Астахин В.В. и др. Электроизоляционные лаки. М., Химия, 1981, с. 216.

8. Гримитлин М.Н. Вентиляция и отопление цехов машиностроительных заводов. М., Машиностроение, 1978, с.272.

9. Никитин А.Г. Обоснование нормативных требований защиты зданий от воздействия взрыва на основе исследования условия образования взрывоопасных паровоздушных смесей в объеме производственных помещений. Канд.дисс., МЙСИ, М., 1974.

10. Полонецкий Е.З., Сенькевич Э.В., Хлопяник Е.А. Расчет безопасной концентрации паров растворителей в сушильных установках периодического действия с очисткой газовых выбросов. Лакокрасочные материалы и их применение, .£ 6, 1976, с.65-67.

11. Рецкер И.Я., Бунин А.А. К расчету сушильных агрегатов. "Лакокрасочные материалы и их применение", № I, 1969, с. 63-66.

12. Дринбер G.A., Ицко Э.Ф. Растворители для лако1фасочных материалов. Химия, Л., 1980, с. 160.

13. Рейнольде В.В. Физическая химия нефтяных растворителей. Химия, 1967, с. 160.

14. Теплотехнический справочник. Том. I. Энергия, М., 1975, с.744.

15. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. ГОСТ 12.1004.76.

16. Бернштейн Л.М. Изоляция электрических' машин общего назначения. М. Энергоиздат, 1981, с. 376.

17. Справочник по электротехническим материалам. Энергия. М., 1974, с. 583.

18. Лыков А.В. Теория сушки. Энергия, М., 1968, с. 470.

19. ГОСТ 13526-68. Лаки и эмали электроизоляционные. Общие методы испытаний. М., 1968, с. 24.

20. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1963.

21. Шаров В.К. О сушке изоляции обмоток электрических машин. "Электротехника", № 7, 1971, с. 29-31.

22. Шаров В.К. Вопросы эффективности и взрывопожаробезопасности печей для сушки лакокрасочных покрытий электротехнических изделий.- В кг.:. Электротехническая промышленность, сер.Электротермия, М., Информэлектро, 1980, вып. 3.

23. Каменев.П.Н. Отопление и вентиляция. Часть П. Вентиляция. Изд-во литературы по строительству. М., 1966, с. 477.

24. Справочник проектировщика. Часть П. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Стройиздат, 1977, с. 502.

25. Зажигаев Л. С., Кишьян А. А., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М., Атомиздат, 1978, с. 393.

26. Минодзи Any си. Факторы, необходимые для высыхания красок и их работа. Перевод Ш 646/10 Всесоюзной торговой палаты

27. МВТ СССР из журнала "Тосо Гидзюцу", 1970, т. 9, № 8, с. 65-72.

28. Перевод 72/67П5 ГНТБ. Механизм и формы высыхания красок. Из журнала "Тосо Гидзюпу", 1970, т.9, Л 8, с. 51-64.

29. Sc/zafi? £/2 Zz/r-ic/z с/елec/zes cAer AecA/zLgcAe/? ZZ&sse/z s'cAzor/'

30. Ae/z z^e/z o/z/rzi^e P/~&/7zo&&rzs&r£eLA. Zc/rlcA, /9<50.33. flz?ac?/iez£a &77Л70. jPzcSjOezre/? А /эяо&е/гга/с.Се „ Po&zcAove ургат/^'* jA~2 \ /973, S. 3/- 33.

31. Server A? c/szcA AAaAzAz/Arz 6. AAz^er-sz/cAz/rzge/zc/rz Ira/7Afo'crA{r'oArzz//z^scy/7(f<7^e/2 Ztss" jPzy/sAeAct//?^

32. Faroe z/rzcA /9&<?0 74, ЛА? s. //6-/2A.38. (AAe/nicky flramys'A, /967, S. <p4-<?#.

33. Волощук А.Я., Сидору к В.И., Шаров В.К. Для сушильных печей. Журнал Пожарное дело, № 8, 1982, с. 26.

34. Сидорук В.И. Вентиляторы для взрывоопасных производств. Журнал Пожарное дело, $ 7, 1983, с. 24.

35. Кошмаров Ю.А., Волощук А.Я., Сидорук В.И. Анализ методов расчета взрывобезопасных режимов вентиляции сушильных камер с рециркуляцией воздуха. Журнал Лакокрасочные материалы и их применение, J® 3, 1983, с. 60-61.

36. Сидорук В.И., Кошмаров Ю.А., Волощук А.Я. Влияние выделения растворителей пропиточных лаков на взрывопожаробезо-пасность процессов сушки. Журнал Лакокрасочные материалы и их применение, № 6, 1983, с. 52-54.