Энергия искры Опции

[Habr]

Подскажите имеется схема представленная на рисунке из конденсатора и разрядника. Конденсатор заряжается до напряжения U и затем разряжается на разрядник. Вопрос собственно состоит в том будет ли электрическая энергия запасённая в конденсаторе соответствовать тепловой энергии выделяющейся на разряднике.

Прикрепленные файлы

 ______________________.bmp ( 60.09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 59

 

[Rst7]

Moderator: Пожалуйста, для удобства других участников форума, прикрепляйте файлы во вменяемом формате: jpg - для фотографий, png - для схем и прочего материала подобного характера.

[Guest_TSerg_*]

Если сопротивление ионизированного канала много больше сопротивления подводящей цепи, то очевидно, в первом приближении W = 0.5*C*U^2.
В общем случае, энергия в канале W = integral( I(t)*U(t).
Энергия высвобождается в виде трех составляющих: тепловой, излучение, акустическая.
Соотношение определяется свойствами конкретного эксперимента.

[Habr]

Эксперимент состоит в следующем
имеется взрывоопасная среда с энергией воспламенения 40мкДЖ в ней проходят 2 провода подключенные к ёмкости заряженной до 5 вольт, требуется прикинуть максимальное значение ёмкости которое при замыкании проводников не вызовет детонации смеси.

[Oldring]

Эксперимент состоит в следующем
имеется взрывоопасная среда с энергией воспламенения 40мкДЖ в ней проходят 2 провода подключенные к ёмкости заряженной до 5 вольт, требуется прикинуть максимальное значение ёмкости которое при замыкании проводников не вызовет детонации смеси.

Очевидно, что безопаснее считать, что вся энергия конденсатора выделяется в искре. И не забыть про разброс фактической величины емкостей электролитов.

[Rst7]

требуется прикинуть максимальное значение ёмкости которое при замыкании проводников не вызовет детонации смеси.

Почему бы Вам не почитать ГОСТ Р 51330.10-99 "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть11. Искробезопасная электрическая цепь i". Там есть все ответы - в том числе и на не заданные Вами вопросы - коэффициент запаса по энергии в зависимости от вероятности воспламенения смеси и так далее.

[Tanya]

Эксперимент состоит в следующем
имеется взрывоопасная среда с энергией воспламенения 40мкДЖ в ней проходят 2 провода подключенные к ёмкости заряженной до 5 вольт, требуется прикинуть максимальное значение ёмкости которое при замыкании проводников не вызовет детонации смеси.

Думается, что это не очень научная цифра. Если эту энергию размазать по пространству и времени, то ничего не будет.
А если сконцентрировать, то может и взорваться. Небольшое изменение давления или состава может очень сильно изменить эту цифру. Одно из первых проявлений бифуркаций (теории катастроф) было описано и объяснено Семеновым и Хиншельвудом (+ Харитон и Зельдович).

[Rst7]

Tanya, при всем уважении к Вам, не нужно в данной теме углубляться в чистую науку (с сомнительным результатом). Все давно перешло на уровень инженерной практики и упомянутый мною ГОСТ содержит выжимку всего этого дела.

[Habr]

с ГОСТа собственно говоря всё и началось.Только все расчёты в ГОСТе даны для простых цепей вида (элемент питания-ёмкость-резистор) или (элемент питания- индуктивность- резистор). Схема содержащая например (элемент питания- ёмкость- импульсный источник питания) не является простой и не подлежит расчёту по представленным графикам. А вопрос родился по следующей причине например из таблиц представленных в ГОСТе имеем минимальная энергия воспламенения 160 мкДЖ при этом допустимое напряжение на конденсаторе 6 вольт а разрешённая ёмкость 1000 мкФ, подставив эти значения в формулу для энергии конденсатора получим E=18 000 мкДж что в 112 раз превышает разрешенное значение.

[Rst7]

А вопрос родился по следующей причине

Причина в том, что отнюдь не все определяется просто энергией. В частности, при снижении напряжения на искровом промежутке вероятность воспламенения падает. Кривые в ГОСТе - это экспериментальные результаты (а не расчетные). С приличным запасом, кстати.

Схема содержащая например (элемент питания- ёмкость- импульсный источник питания) не является простой и не подлежит расчёту по представленным графикам.

Есть несколько способов:

1. Преобразовать схему в эквивалентную с точки зрения искробезопасности. Обычно это приведет к банальному сложению всех емкостей и приложению к результирующей емкости макс. напряжения в схеме.
2. Разделить схему неповреждаемыми защитными элементами так, чтобы можно было говорить о независимых искроопасных цепях и последующем обеспечении их искробезопасности.
3. Прямые испытания в соответствующей лаборатории.

В любом случае, если Вы разрабатываете взрывозащищенное оборудование, консультаций с соответствующими органами не избежать. Люди там вполне адекватны и навстречу пойдут, дав консультацию за вполне вменяемые деньги. Уж чего точно не стоит делать - так это пытаться быть умнее и ушлее их

[Habr]

В любом случае, если Вы разрабатываете взрывозащищенное оборудование, консультаций с соответствующими органами не избежать. Люди там вполне адекватны и навстречу пойдут, дав консультацию за вполне вменяемые деньги.

Консультироваться будут необходимы в любом случае но прежде чем к ним приступать хотелось бы поглубже вникнуть в физику вопроса чтоб не получилось разговора "немого с глухим"

Причина в том, что отнюдь не все определяется просто энергией. В частности, при снижении напряжения на искровом промежутке вероятность воспламенения падает.

А кроме ГОСТов имеется ли какая литература по этому вопросу

[Rst7]

А кроме ГОСТов имеется ли какая литература по этому вопросу

К сожалению, у меня - нет.

[Tanya]

А кроме ГОСТов имеется ли какая литература по этому вопросу

Конечно. Только она тяжелая. Ее долго нужно изучать. Несколько лет.
Можете попробовать начать с Франк-Каменецкого "Диффузия и теплопередача в химической кинетике"

[Guest_TSerg_*]

Под руководством опытного профессора