ISO 6184-3-1985 Explosion protection systems Part 3 Determination of explosion indices of fuel air mixtures other than dust air and gas air mixtures《抑爆系统 第3部分 除.pdf

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1、Norme internationale 618413 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONWlEIKYtiAPOHAR OPt-AHM3AMR Il0 CTAHAPTl43AL b) la concentration du combustible dans le melange air/combustible ; c) lhomognit et le degr de turbulence du mlange air/combustible ; d) le type, lnergie et lemplacement de la sourc

2、e dinflammation ; e) la gomtrie du rcipient; f) la temprature et la pression du mlange air/combustible. 0.2 La prsente partie de IISO 6184 fait partie dune srie de normes concernant les systmes de protection contre les explo- sions. Les autres parties de la srie sont les suivantes: Partie 1 : Determ

3、ination des indices dexplosion des poussi- res combustibles dans lair. Partie 2: Dtermination des indices dexplosion des gaz combustibles dans lair. Partie 4 : Dtermination de lefficacit des systmes de sup- pression des explosions. 0.3 Linterprtation des indices dexplosion dtermins par la mthode spc

4、ifie dans la prsente partie de IISO 6184 et leur relation avec les dveloppements dexplosion dans les risques industriels dexplosion couramment rencontrs dans la prati- que, doivent tre reconnues. En particulier, le degr de turbu- lence peut avoir une influence importante sur le risque. Dans la prati

5、que, lassociation dun degr donn de turbulence un type de risque spcifique doit tre du ressort des spcialistes dans le domaine des explosions et de la protection contre les explosions. Deux cas extrmes de turbulence couramment rencontrs dans les industries sont les suivants: a) Btat de faible turbule

6、nce dominant dans les rcipients de stockage ; b) tat de turbulence leve dominant au voisinage dun ventilateur dextraction. II devrait tre admis que la turbulence peut se prsenter sous les deux formes suivantes : a) turbulence intrinsque dans linstallation, dans des con- ditions normales de fonctionn

7、ement comme consquence dlements mobiles et/ou des perturbations des courants air/gaz dans la partie dinstallation concerne; b) turbulence produite, par laction des obstacles Iint- rieur. de linstallation, sur les gaz qui se dilatent du fait dune explosion. 1 Objet La prsente partie de IISO 6184 spci

8、fie des mthodes dessai pour la dtermination des indices dexplosion des mlanges de combustibles dans lair, lintrieur dun volume clos, non trai- ts dans les parties 1 et 2 de IISO 6184. Elle donne des critres permettant de juger la corrlation entre les rsultats obtenus partir dautres mthodes dessai et

9、 les indices tels que dtermi- ns par la mthode spcifie dans la prsente partie de IISO 6184. 2 Domaine dapplication La prsente partie de IISO 6184 sapplique a la dtermination des indices dexplosion de combustibles ayant rapport des explosions confines aprs inflammation des ractifs. Elle ne traite pas

10、 des indices relatifs aux conditions dinflammation des ractifs. NOTE - Les mlanges de poussires et de gaz dans lair peuvent, tout en tant chacun en dessous de leur gamme dexplosibilit, former un 1 ISO 6184/3-1985 (F) mlange explosif lorsquils sont combins. Une poussire non suscepti- ble dexploser, m

11、me en prsence dune source dinflammation dner- gie leve, peut devenir explosible par suite de ladjonction dun gaz ou dune vapeur explosibles. 3 Dfinitions Dans le cadre de la prsente partie de IISO 6184, les dfinitions suivantes sont applicables. 3.1 explosion : Propagation dune flamme dans un pr- ml

12、ange de gaz combustible(s), poussire(s) en suspension, vapeur(s) combustible(s) ou leur(s) mlange(s), dispers dans un oxydant gazeux, tel lair, lintrieur dun rcipient ferm ou pratiquement ferm. 3.2 indice dexplosion : Valeur numrique, dtermine sui- vant les mthodes dessai spcifies dans la prsente pa

13、rtie de IISO 6184, qui caractrise lexplosion confine dune concen- tration de ractifs donne, dans un rcipient de 1 m3 de volume. NOTE - La figure 1 illustre le dveloppement dans le temps, exprim en secondes, de la pression, exprime en bars,l) dune explosion type. 3.2.1 indice dexplosionp,: Valeur max

14、imale de la surpres- sion (par rapport la pression dans le rcipient au moment de lallumage) atteinte durant lexplosion. 3.2.2 indice dexplosion pmax: Valeur maximale de lindice dexplosion J+, dtermine au moyen dessais sur une large gamme de concentrations de ractifs. 3.2.3 indice dexplosion K: Const

15、ante qui dfinit la vitesse maximale de monte en pression (dpldt), dune explosion dans un volume vf et qui est donne par la formule NOTE - Dans certaines conditions, cette formule nest pas valable pour les rcipients dont le rapport longueur/diamtre est suprieur 2 : 1, ou dont le volume est infrieur 1

16、 m3. 3.2.4 indice dexplosion Kmax: Valeur maximale de lindice dexplosion K dtermine au moyen dessais sur une large gamme de concentrations de ractifs. La violence dune explo- sion svalue partir de la valeur de K,. 3.3 indice de turbulence : Valeur numrique caractrisant le degr de turbulence dans les

17、 conditions exprimentales dans lesquelles sont dtermins les indices dexplosion. 3.3.1 indice de turbulence t, (dlai de mise feu): Para- mtre exprimental dfini comme tant lintervalle de temps entre le dbut de la dispersion de combustible dans un appareil- lage dessai et lallumage de la source dinflam

18、mation. II carac- trise le degr de turbulence prdominant au moment de If inflammation. 4, . 0 .- 0 -E ” f Valeur maximale / de monte en pression 1 0 .- % L / a / P m - Figure 1 1) lbar=105Pa 2 ISO 6184/3-1985 (F) 3.3.2 indice de turbulence T,: Rapport entre lindice dexPlosion K,x tu rbuientf tel que

19、 spcifi dans la prsente par- tie de IISO 6184, et lindice dexplosion Kr,.,ax, repos des ractifs ltat de repos. II est donn par la formule K Tu = max, turbulent K max, repos NOTE - K max, repos est, pour le mlange airkombustible, un param- tre obtenu partir de valeurs thoriques. 4 Mthode dessai 4.1 G

20、nralits Lappareillage dessai dcrit dans la prsente partie de IISO 6184 est choisi en tant quappareillage de rfrence et convient pour lvaluation des indices dexplosion de mlanges de combustibles dans lair. Si ce combustible est un gaz ou une poussire, les mthodes dessai dcrites respectivement dans le

21、s parties 1 et 2 de la prsente Norme internationale doivent tre utilises. La prsente partie de IISO 6184 spcifie la methode dessai applicable au cas o le combustible est un mlange hybride (gaz combustible plus poussire) et donne des recommandations pour la mthode suivre dans le cas de vapeur de comb

22、ustible (fines gouttes de combustible liquide). NOTES 1 Lorsque loxydant gazeux nest pas lair mais, par exemple un mlange air/azote de composition diffrente, les mthodes dessai sp- Demi-anneau d Rservoir cifies dans la prsente partie de IISO 6184 peuvent tre adaptes en remplacant le terme G air 1) p

23、ar ( oxydant N. 2 Lorsque la pression ou la temprature initiale du mlange combustible/air ne correspond pas aux conditions ambiantes, une mthode dessai similaire celle dcrite dans la prsente partie de IISO 6184 peut tre utilise. 4.2 Appareillage Lappareillage est constitu essentiellement dune chambr

24、e dessai cylindrique de 1 m3 de volume, de proportion gomtri- que, nominalement de 1 : 1, telle quillustre par la figure 2. Un rcipient denviron 5 I de capacit, pouvant tre pressuris lair sous 20 bar, est raccord la chambre dexplosion. Ce rci- pient est muni dune vanne ouverture rapide de 19 mm (3/4

25、 in), permettant linjection libre du contenu du rcipient dans les 10 ms suivant la commande douverture. Le rcipient est raccord la chambre dexplosion par un tube de 19 mm (3/4 in) formant un demi-anneau de pulvrisation perfor (dia- mtre des trous de 4 6 mm). Le nombre de trous doit tre tel que la su

26、rface totale de leurs sections soit denviron 300 mm2. La source dinflammation comprend deux allumeurs pyrotech- niques, dnergie totale de 10 kJ ; elle est dispose de facon provoquer linflammation aprs un retard dinflammation spci- fi, correspondant un indice de turbulence t, = 0,6 s. La masse totale

27、 de la source dinflammation est de 2,4 g, compre- nant 40 % de zirconium, 30 % de nitrate de baryum et 30 % de peroxyde de baryum. Elle est allume par un inflammateur lec- trique. Cette source dinflammation doit tre place au centre gomtrique de la chambre dexplosion de 1 m3. Un transduc- teur de pre

28、ssion, reli 3 un enregistreur, est fix la chambre dexplosion pour mesurer sa pression interne. / Source dinflammation Capteur de pression perfor de pulvrisation Vidange Figure 2 3 60 6184/3-1985 (FI 4.3 Mode opratoire 4.3.1 Essai de mlange hybride Prparer le mlange gaz/air dans la chambre dessai de

29、1 m3 selon, par exemple, la mthode des pressions partielles. II est important de vrifier que le mlange requis gaz/air est correct et homogne. Placer dans le rservoir de 5 I lchantillon de poussire, dont la masse doit permettre dobtenir la concentra- tion approprie et le mettre sous pression dair de

30、20 bar. Met- tre en marche lenregistreur de pression, commander Iouver- ture de la vanne du recipient contenant lchantillon puis proc- der la mise a feu. NOTE - Lintroduction de la charge comprime dair/poussire dans la chambre dexplosion de 1 m3 cre une turbulence dans le mlange gaz/air. Linfluence

31、de la charge comprime dair/poussire sur la concentration finale des ractifs devrait tre prise en compte. Rpter cette procdure pour une large gamme de concentra- tions des ractifs, de facon tracer les courbes dep, en bars, et de K, en bars mtres par seconde, en fonction de la concen- tration des ract

32、ifs, exprime en %( Vl V) et obtenir ainsi les valeurs de prnax et de Kmax, respectivement (voir figure 3). NOTE - Le dlai de mise feu (t,) choisi pour ces essais correspond au temps ncessaire pour disperser toute la poussire dans la chambre dexplosion. t, correspond un degr spcifique de turbulence 7

33、” et a par consquent une influence sur la valeur mesure de K,. tant donn quil y a toujours une certaine turbulence dans un mlange con- tenant une poussire en suspension, Tu est ncessairement suprieur 1. I I I 1, , Concentration de combustible k . K 5 max .- 3 x .O w 0 .- f / Concentration de combust

34、ible Figure 3 4.3.2 Essais de mlange wapeurlair tant donn que, contrairement aux poussires, la dimension des gouttelettes de vapeur peut varier largement en fonction de la situation dans linstallation, il nexiste aucun moyen norma- lis dtablir le mlange vapeur/air. II est de ce fait ncessaire de dte

35、rminer, avant les essais, quel- les seront les dimensions des gouttelettes dans linstallation, et de choisir un appareillage qui produira la dimension correcte des gouttelettes, et le niveau adquat de turbulence. Apres avoir tabli le mlange vapeur-air, linflammation est ralise au centre gomtrique de

36、 la chambre dexplosion, en utilisant la source dinflammation mentionn en 4.3.1. 4.3.3 Dtermination des indices dexplosion Pour la dtermination des indices dexplosion pmax et K, des mlanges combustible/air, des essais doivent tre ralises sur une large gamme de concentrations des ractifs (voir figure

37、3). 4.4 Autres mthodes dessai Les indices dexplosion de mlanges de combustibles et dair peuvent tre dtermins laide dun autre appareillage et/ou dautres modes opratoires, sous rserve quil puisse tre prouv que cette autre mthode donne des rsultats quiva- lents ceux obtenus avec lappareil de 1 m3, pour

38、 un grand nombre de combustibles. 5 Interprtation des rsultats Les mthodes dessai dcrites au chapitre 4 permettent la dter- mination des indices dexplosion pmax et K, de mlanges combustibles/air. II peut tre affirm quen gnral, la prcision sur la dtermination de Pmax est de +4 %. La prcision sur la d

39、termination de K, est fonction des conditions de turbu- lence du mlange au moment de linflammation. 6 Procs-verbal dessai Le pro b) granulomtrie (en micromtres) ; c) degr de turbulence (indice de turbulence); d) indice dexplosion pmax, en bars; e) indice dexplosion Kmax, en bars mtres par seconde; f

40、) concentration de combustible correspondant aux mesu- res des indices dexplosion pmax et Kmax; g) carts ventuels, le cas chant, par rapport au mode opratoire spcifi en 4.3, qui sont admissibles sous rserve quils soient exactement mentionns ; h) dans le cas de mlange vapeur/air, dtails du gnra- teur de vapeur; j) date de lessai. 4