Оценка данных о вредных факторах для твердых тел с особыми потребностями
Q. Как оценивать меха опасности данных материалов, используемых в приложениях, где лаборатории чтобы данные могут достаточно орех или мех существующие стандарты не могут быть пригодны? *
Ответ: Когда метельчатые опасности материал не может быть оценена только с существующими лабораторных или мелких листинг, есть необходимость в разработке нового подхода, как правило, влекущие за собой широкомасштабное тестирование или теоретических моделей. Некоторые из испытаний, описанных в в литературе, Heen развитых из фундаментальных соображений, увеличения объемов данных лабораторных испытаний на большем масштабе facuities суда промышленности. Два примера печь тесты для спонтанного отопления (1-3) и почти adiahatie. тепловой неустойчивости и химической активности (4-6) тестов.
Можно утверждать, что главной ценностью теоретического анализа в экстраполяции экспериментальных данных для ситуаций, в которых дополнительное тестирование было бы трудно или неудобно. Изучение воспламеняемость эффекты в nanopartieles один такой случай. , Близких к адиабатическим нестабильности / тестирования реактивности, возможно, не формальная процедура расширения, хижина обоснование основано на предпосылке, что масштабирование для более крупных судов, по своей сути предполагает будет больше адиабатического системы. В других случаях, таких, как 20-L-сфере тестирования explosihility пыли, нет присущих теоретическое обоснование, но эмпирические данные испытаний масштабирования готовы предоставить определенную степень уверенности насколько размерных эффектов беспокоит (турбулентность эффекты не продемонстрировали масштабирования основе).
Многие другие тесты полностью эмпирические, без пользу какого-либо систематического исследования масштабирования. Читатели должны соблюдать осторожность в применении результатов этих испытаний непосредственно в крупномасштабных промышленных объектов. обратиться за экспертной помощью, и использовать должной осмотрительности в исследовании современного мышления, выраженных в последние докладов, технических документов и презентаций. Центр химической безопасности технологических процессов и Американского института инженеров-химиков Предотвращение потери симпозиумов хорошие ресурсы для получения информации такого рода.
Средней шкалы или крупномасштабных испытаний является наиболее подходящим, когда эмпирические оценки опасности является оправданным, как для отдельного приложения или объекта. Теоретическое моделирование является наиболее подходящим, когда опасность феноменологии хорошо понимают и либо обобщения искать или есть необходимость проанализировать приложение, которое не поддается тестированию. Рассмотрим, например, опасность взрыва пыли связанных с проток воздуха возвращения из пылесборника. Хотя канал обратного воздуха, как правило, без пыли, пыль, взрыв в коллекторе может привести к сжигания мусора он удаляется в воздуховод возвращения и, возможно, причиной вторичного взрыва пыли частиц обработки здания.
Ключевой вопрос, как долго может распространяться вентилируемые взрыва в первоначально пыли дуэт. Джон Valiulus изложенных ответить на этот вопрос, проведя обширную серию испытаний intermediatescale (6). Он масштабных диаметра канала, как 1-третьей степени отношение полномасштабной коллектора объема (обычно 60 м ^ ^ SUP 3 до 180 м ^ 3 ^ SUP) для основного объема испытательной камеры (0,64 м 3 SUP ^ ^. Его результаты показали, что некоторые сочетания пыли К югу ^ Санкт-^ (К ^ ^ к югу Санкт указывает дефлаграции индекс пыли, выраженное в штрих-м / с), начального chamher вентилируемые давления взрыва и скорости протока воздуха может привести к вентилируемые пламени распространяться на расстоянии не менее 21 м в испытательном канале (7), возможно, соответствует затишье масштаба расстоянии 122 м до 177 м. С этих расстояний больше, чем будет доступна в большинстве объектов, разумный подход он будет установить некоторый тип горения системы изоляции воздуховодов вернуться. Тем не менее, tlame скорости в тестах Валюлис 'значительно сократился по времени, которое достигнуто в конце канала, и не ясно, есть ли было бы достаточно, пламени и нарушения причиной второй взрыв.
Металл пыли, также представляют собой особую опасность взрыва пыли (из-за их исключительно высокая температура пламени и К ^ ^ к югу Санкт значений), требующих больших масштабах тестирование с целью определения надлежащей защиты через дефлаграции вентиляции или подавления. Going и Snocys (8) описали испытаний в Файк 1-м ^ ^ SUP 3 камеры, чтобы подтвердить, что быстрого обнаружения и подавления высоких концентрациях может успешно подавить взрывы алюминиевой пыли. Дефлаграция вентиляции испытания в 1-м ^ ^ SUP 3 камеры, а также 2,6-m1 камеры показывают, что общие принципы дефлаграции вентиляции, возможно, потребуется пересмотреть требует непропорционально больших вентиляционных области алюминиевой пыли взрыва приложений. Кроме того, пространственной протяженности вентилируемые пламени и связанных с опасностью зоны значительно больше, чем можно было бы предсказать на основе существующих принципов.
Одним из примеров такой опасности, потенциально пригодных для теоретического моделирования самовоспламенения термически неустойчивые метельчатый, хранящихся в больших бункера. Zoghlami. и др.. (9) разработана теоретическая модель призвана определить, действительно ли зажигание можно было бы ожидать для различных размеров частиц в силосов меняющееся размеров, геометрии и конвективное охлаждение на силос стен и крыши. Их результаты shoued, что для материала с тепловой реакции 300 кДж / моль, а энергия активации 58,24 кДж / моль, хранящихся в 200-м ^ ^ SUP 3 силос, самовозгорания он будет ожидать для частиц диаметром меньше или равно около 7 мм. Времени до зажигания около 40 дней, и не изменяются с размером частиц, но может быть отложена или существенно препятствует повышенной естественной конвекции на силос стены, возможно, путем увеличения площади поверхности бункера Tor объеме. Читателям предупредил, что такого рода теоретический расчет предполагает использование возможно собственных компьютерных программ, что должно быть подтверждено в отношении реалистичных результатов испытаний.
Хотя воспламеняемость, как правило, считается опасным потребует проведения эмпирических Uahoralory масштаба) тестирование LOR оценки, Глассман. и др.. 110) описали простой теоретической модели для определения критического размера частиц, ниже которого особый металл становится пирофорных. Их гипотеза состоит в том небольшой метелки металла он будет пирофорных том случае, если первоначальный покрытие оксида, что формы при воздействии воздуха создает достаточно тепла для испарения оставшегося металла и покрытия первоначальных азота. На основании lhis гипотезы, они разработали баланса стационарных тепла, в которых тепло генерируется окисления гип первоначальный слой оксида просто уравновешивается тепла, необходимое для приведения металла и оксида угольная их соответствующих кипения. Этот критерий объясняет, что такие металлы, как литий, натрий, калий и пирофорных, потому что они обладают сравнительно высокой теплоты окисления и относительно низкой температурой кипения.
В настоящее время, компьютерное моделирование не является жизнеспособным заменить крупномасштабных тестирования предоставить окончательную оценку опасности в отсутствие по крайней мере некоторых тестовых данных. Тем не менее, достижения в области компьютерного моделирования, в частности, в использовании вычислительной гидродинамики (CFD) моделей с метельчатые фазе и газовой фазе, вселяют надежду, что CFD коды может в конечном итоге ему удалось сделать Tor оценки опасности твердых частиц в порядке, в настоящее время они используется для сжигания газообразных и оценки reactixity опасности.
* Эта статья основана на документе предполагается на сессии, посвященной взрывов пыли на 39-м AIChF, потеря предупреждению симпозиум, Атланта, апрель 2005. Это выдержка из крючок недавно опубликованный Центром химической безопасности технологических процессов озаглавленный "Руководящие принципы по безопасному обращению порошков и сыпучих материалов" (1).
ЛИТЕРАТУРА
1. Центр по химической безопасности процесса, "Руководство по безопасному обращению с порошков и сыпучих материалов," Американский институт инженеров-химиков, New York, NY (2005).
2. Мацуда, Т. и М. Yamaguma, "Тантал Дуси Дефлаграция в мешок Filler". J. опасных материалов. A77. с. 33-42 (2000).
3. ASTM, CHETAH, версия 7,3, Американское общество по испытаниям и материалам, Западный Коншохокен. PA (2002).
4. Таунсенд, D., "Aceelerating Оценить калориметрия," J. Chem. Eng. Симп. Серия 68 (1981).
5. Murphy, М., и др.. ", Вычислительном Оценка Self-опасные реакции," Химическая инженерия Прогресс, 99 (2), pp.54-61 (2003).
6. Валюлис, J., "Пыль воздействию взрыва в распространении системы пылеулавливания, чистый воздух Возвращение" Диссертация магистра, Вустер политехнического института (2001).
7. Валюлис, J., и др.. ", Эксперименты по распространению вентилируемые Взрывы пыли на подключенное оборудование". Процесс безопасности "Прогресс". 19 (1999).
8. Going, J., J. Snoeys, "Взрыв защиты от металлической пыли топлива," Процесс безопасности "Прогресс". 21, с. 305-312 (2002).
9. Zoghlami, H., и др.. "Безопасный дизайн термически неустойчивые твердого хранения контейнеров: Природные Коллекция воздействию теплового зажигания". Процесс безопасности Прогресс, 16, с. 231-235 (1997).
10. Глассман, И. и др. /. ", Новое определение и теории металлов Пирофорность," Наука и технологии сжигания, 83, с. 161-165 (1992).
РОБЕРТ ZALOSH является профессором огонь лекция инженерных др. Вустер политехнического института (Worcester, MA, E-почта: <a href="mailto:bzalosh@wpi.edu"> bzalosh@wpi.edu </ A>), где он преподает выпускных классов в промышленном строительстве противопожарной защиты, процесс безопасного управления, а также взрыв proteclion).
STANLEY С. GROSSEL, президент процесса Безопасное S Design, Inc (41 Сассекс клин .. Clifton, NJ 07012, телефон: (973) 779-8579: Факс: (973) 779-8579, E-почта: <A HREF = "mailto: psadiz8@aol.com"> <psadiz8@aol.com />) имеет более чем S5-летний опыт в разработке и применении процесса и безопасности для предотвращения потери принципы, на химических заводах. Айше научный сотрудник, в настоящее время он осуществляет консультационную работу в области безопасности процесса и предотвращения потерь; сыпучих обработки и переработки, контроля загрязнения воздуха, и процесс проектирования растений серийное производство.
RUSSELL Кана менеджер по охране труда о свободе информации Северной Америке Syngenla защиты растений (410 Swing Rd., Гринсборо, Северная Каролина. 27282; Email: <a href="mailto:russell.kahn@syngenla.com"> russell.kahn @ syngenla . COM </ A>). Он обладает более чем 25 летний опыт работы в химической промышленности. Его технические интересы находятся в горючей dusl обработки, процесс оценки рисков, от несчастных случаев и следствия.
Даниэль Е. Слива является консультантом Центра AlChE по химической безопасности технологических процессов (E-почта: <a href="mailto:sliva@capital.net"> sliva@capital.net </ A>). Он провел почти 30 лет в General Electric в разных ролях, начиная от инженера-исследовательских и проектно инженер химической лаборатории менеджер технологии процесса и имеет несколько патентов на химические процессы, связанные с производством углеродных волокон.
