Определение, основы теории электризации жидких сред, факторы, влияющие на интенсивность электризации топлив. Опасность образования статического электричества

План:

1. Определение, основы теории электризации жидких сред, факторы, влияющие на интенсивность электризации топлив.

2. Опасность образования статического электричества.

1. Электризация- совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в обьеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных, в том числе диспергированных в электрической среде проводниках.

Статическое электричество образуется как в движущейся диэлектрической жидкости, так и в неподвижной. В движущейся жидкости заряды статического электричества возникают:

-при трении жидкости о твердую поверхность трубопровода, стенки резервуаров и развитую поверхность фильтрующих элементов;

-при трении частиц жидкости разной плотности между собой;

-при движении жидкости через другие жидкости;

-при движении капель мелкораспыленной жидкости через воздух или паровоздушную смесь;

В неподвижной жидкости заряды статического электричества возникают:

- при осаждении из жидкости твердых взвешенных частиц и примесей;

-при осаждении из жидкости мелкодисперсных капель воды и других качественных веществ, а также пузырьков воздуха, паров легких углеродов;

-при прохождении через паровоздушное пространство над поверхностью жидкости капель воды, дождя, снежинок и т.п.

Теория электризации жидкости связана с существованием двойного электрического слоя на границе раздела твердой и жидкой фаз.

Двойной электрический слой – пространственное распределение электрических зарядов разных знаков на границе соприкосновения фаз. Этот слой состоит из тонкого слоя ионов одного знака, связанных «неподвижно» со стенной трубы (слой Гельмгольца) и диффузионного слоя ионов противоположного знака (слой ГУИ).

Слой Гельмгольца тонок и составляет 10^{-6 м, а толщина слоя ГУИ и концентрация ионов в нем определяются электрическим взаимодействием, хаотическим и тепловым движением и диффузией ионов от стенки в массу. При движении жидкости относительно твердой стенки трубы, ионы, находящиеся в слое ГУИ, будут уноситься потоком жидкости и накаливаться в емкостях, создавая разницу потенциалов Vзар. Между трубой и емкостью. Чем больше толщина двойного слоя, тем больший заряд уносится потоком жидкости при одной и той же скорости. Пристеночный ток образуется благодаря окислительно-восстановительным реакциям на стенках труб.}

Интенсивность электризации авиационных топлив и спец. жидкостей зависит от скорости движения (перекачки) жидкости, ее проводимости, шероховатости трубопровода, площади контакта, наличия в жидкости твердых частиц, воды, воздуха и других факторов. Экспериментальные исследования показали, что чистые жидкости, у которых удельная объёмная производимость составляет σv=  см/м, электризуются очень слабо. С ростом проводимости жидкости ток электризации растет при постоянной скорости ее движения, затем проходит через наибольшее значение, после чего уменьшается, достигая нулевых значений при σv=  ссм/м.

Увеличение тока электризации с ростом проводимости жидкости объясняется ростом концентрации ионов в ней, поэтому увеличение ее проводимости в некотором диапазоне ведет к увеличению тока электризации. Но с другой стороны, увеличение проводимости жидкости приводит к уменьшению толщины двойного слоя, а следовательно и к снижению тока электризации, который при проводимости  см/м практически равен нулю.

Зависимость тока электризации Y от удельной объемной проводимости жидкости σv при разных скоростях движения.

1. σ = 10,9 м/с

2.σ = 3,36 м/с

3.σ = 1,5 м/с

Величины удельного объемного электрического сопротивления некоторых жидкостей:

№ п/п	Жидкости	Ρ, ом*м
1	Ацетон	7.0*  при t=-15С
2	Бензины
3	Бензал технический
4	Гептан технический
5	Глицерин	1.5*  при t=+25C
6	Дизельное топливо	1.8* -3.8*
7	Дихлорэтан	3.5* при t=+25C
8	Керосин	9* -7.3*
9	Ксилол (смесь изомеров)	-
10	Метанол	6,2*  при t= 25 C
11	Пинен
12	Скипидар	*
13	Сольвент – нафта	0,12* -1,0*
14	Тетрагидрофуран	1.2*  при t=+35 С
15	ТопливоТС-1 очищенное	1* -6*
16	Трихлорэтилен технический	3*
17	Уайт – спирит	5* -7*
18	Cl4	-
19	Этиленгликоль	3,3*10⁴-5,9*10⁴ при t=25 С
20	Этанол	7,7*10⁶ при t=25 C
21	Этилцеллозольв	6,8*10⁵ при t=28 C

Ток электризации растет также и с увеличением скорости движения жидкости. Если она увеличивается, то наибольшее значение тока электризации возникает при большей ее проводимости. Это свидетельствует о том, что скорость движения в значительной мере определяет степень электризации жидкости.

Шероховатость стенок трубопровода увеличивает электризацию в 1,5-5 раз. Еще более сильная электризация (в 10-200 раз большая, чем в трубопроводах) возникает в авиационных топливных фильтрах, которые по конструкции имеют наиболее развитую поверхность. Оно особенно сильна в многократно использованных фильтрах вследствие того, что на их элементах адсорбированы примеси топлив. Это увеличивает поверхность контакта жидкости при ее движении через фильтр. По этим же причинам интенсивная электризация возникает при движении жидкостей в насосах, расходомерах, дозаторах, задвижках, клапанах.

Электризация возрастает в 1,8-4 раза при смешении топлива с азотом и зависит от количества азота, который нагнетается в топливо. Усиление электризации наблюдается в жидкостях, которые содержат мелкодисперсные примеси, частицы окалины, воду, воздух. Ток электризации возрастает до тех пор, пока напряженность поля в резервуаре или трубопроводе не достигнет электрической прочности н/п и в ней не произойдет искровой разряд, приводящий к взрывам и пожарам.