Тема: Исследование факторов, влияющих на параметры горючести смеси карбида кальция с водой

Одной из причин чрезвычайных ситуаций с пожарами и взрывами, возникающих на промышленных объектах, является неправильное хранение несовместимых друг с другом пожароопасных веществ и материалов. Непредусмотренный проектом контакт несовместимых веществ может вызвать самовоспламенение смеси и выделение тепловой энергии, достаточной для возгорания окружающих материалов или взрыва.
Существующая классификация веществ и материалов не всегда даёт однозначную оценку. Так, карбид кальция в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 [3] является негорючим веществом. Однако, при воздействии на карбид кальция небольшого количества воды за счет разогрева возможно воспламенение выделяющегося при данном взаимодействии ацетилена. Ацетилен - эндотермическое соединение, поэтому при определенных условиях его разложение легко может привести к взрыву [30].
Актуальность темы обусловлена тем, что проведенный анализ научнотехнической литературы показал, что количественные данные, характеризующие возможное самовоспламенение ацетилена, выделяющегося при взаимодействии карбида кальция с водой, отсутствуют. В связи с этим, в данной работе были проведены экспериментальные исследования, направленные на определение количественных характеристик исследуемой реакции.
Цель работы: определение количественных параметров пожарной опасности смеси карбида кальция с водой и факторы, влияющие на самовоспламенение ацетилена, выделяющегося при данной реакции .
Реализация цели требует постановки и решения следующих основных задач исследования:
- проанализировать статистические данные о пожарах;
- провести анализ и оценку существующих систем классификаций веществ и материалов, а также их смесей по пожарной опасности;
- разработать методику проведения исследования параметров пожарной опасности смеси карбида кальция с водой;
- провести экспериментальные исследования по разработанной методике с целью определения количественных параметров пожарной опасности исследуемой смеси;
- на основании анализа полученных результатов предложить рекомендации по условиям хранения карбида кальция.
Объектом исследования: выступает карбид кальция.
Предметом исследования: является изменение пожароопасных свойств смеси карбида кальция с водой под воздействием различных факторов.
Научная новизна: состоит в получении количественных данных,
характеризующих взаимодействие карбида кальция с водой с точки зрения пожарной опасности; разработана методика оценки пожароопасных свойств карбида кальция.
Апробация результатов исследования: результаты работы представлены на LVI Международной научно-практической конференции «Достижения науки - агропромышленному комплексу», ЮУрГАУ, г. Челябинск (февраль 2017 г.); IV-ой Всероссийской студенческой конференции (с международным участием) «Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи», ЮУрГУ, г. Челябинск (апрель 2017 г.); LVII Международной научно-практической конференции
«Достижения науки - агропромышленному производству», ЮУрГАУ, г. Челябинск (февраль 2018 г.); Всероссийской конференции-конкурсе студентов выпускного курса «Проблемы недропользования», СПбГУ, г. Санкт-Петербург, (март 2018 г.).
Публикации: по материалам диссертации опубликовано пять статей.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка.
Объем работы: содержит 60 страниц машинописного текста, 17 таблиц, 16 рисунков. Библиографический список включает 50 источников.

Купить

Пожары по причине самовоспламенения веществ и материалов в Российской Федерации не редкость. Анализ статистических данных показывает, что имеется тенденция к увеличению численности подобных пожаров.
Проанализировав нормативную и научно-техническую литературу, можно сделать вывод о том, что классифицирующая система веществ и смесей по пожарной опасности в РФ довольно условна. А количественных данных, характеризующих самовоспламенение различных смесей ограниченное количество.
В данной выпускной квалификационной работе был изучено взаимодействие карбида кальция с водой. Эта смесь представляет большой интерес с точки зрения пожарной опасности, так как является взрывоопасной несмотря на то, что карбид кальция сам по себе - негорючее вещество.
Термодинамическая оценка показала, что минимальная масса карбида кальция, которая может обеспечить для выделяющегося ацетилена нагревание до температуры самовоспламенения составляет 3 г. В результате экспериментальных исследований выявлено, что при условии свободного обмена выделяющегося тепла с окружающей средой температура образующегося ацетилена заведомо ниже температуры самовоспламенения.
На условия тепловыделения и уровень температуры ацетилена существенное влияние оказывают такие факторы, как дисперсность зерна карбида кальция, т.е. его исходная форма и соотношение реагентов. Незначительно влияют начальная температуры воды и показатель рН.
Таким образом, если не обеспечена теплоизоляция реакционного объема и используется карбид кальция в кусковом виде, то самовоспламенение ацетилена возможно только при наличии внешнего источника зажигания.
Выше перечисленные условия являются основанием для разработки требований относительно безопасного хранения карбида кальция.

Купить