ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
ИЗУЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКТВА И МЕТОДОВ БОРЬБЫ С НИМ
Цель работы : Ознакомление с условиями возникновения статического электричества и новыми мерами по предотвращению накопления его зарядов
1. Общие сведения
Под статическим электричеством понимают совокупность явлений, связанных с возникновением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. 1) Статическое электричество образуется при трении диэлектриков друг о друга или о металлы, при трении твердых разнородных тел, в потоке и при разбрызгивании органических жидкостей, в струе пара и газа и т.п. Электризация твердых тел наблюдается при дроблении, размоле, просеивании пневмотранспорте и движении в аппаратах пылевидных и и сыпучих материалов; производствах искусственных и синтетических волокон, стеклопластиков, фотопленок; при использовании ременных передач и транспортных лент и т.д. Электрический заряд Q (в Кл), накапливающийся при электризации любого тела, определяется выражением:
,
(1)
где : C – емкость тела относительно земли, Ф. UБCT – электростатический потенциал тела относительно земли, характеризующий степень электризации заряженного тела, В. Если электризующиеся тела изолированы от земли, происходит накопление зарядов статического электричества и увеличение электростатического потенциала тела относительно земли. При этом возможность роста потенциала определяется напряжением, при котором происходит пробой данной среды, т.е. проскакивает электрическая искра. Для воздуха эта величина составляет примерно 30кВ/см. Энергию W (в Дж) электростатического заряда можно подсчитать по формуле:
,
(2)
2) Основная опасность возникновения разрядов статического электричества заключается в их способности воспламенять многие горючие смеси. Воспламенение горючих смесей искровыми разрядами статического электричества произойдет, если выделяющаяся в разряде энергия будет больше минимальной энергии зажигания горючей смеси. Минимальная энергия зажигания горючих смесей зависит от природы веществ, концентрации горючего вещества в смеси, её температуры и давления. Наиболее низкие энергии необходимы для воспламенения сероуглерода - 0,009мДж и водорода 0,019 мДж. Электростатический разряд, образующийся при разности потенциалов 3000 В, может воспламенить почти все горючие газы, а при 5000 В - большую часть горючих пылей. 4) Заряды статического электричества могут накапливаться и на людях. Считается, что энергия разряда с тела человека достаточна для зажигания практически всех гавопаровоздушных и некоторых пылевоздушных горючих смесей. Действие статического электричества смертельной опасности для человека не представляет. Искровой разряд статического электричества человек ощущает как укол, толчок или судорогу, но при длительном и систематическом воздействии отрицательно сказывается на его психофизиологическом состоянии. Основными средствами защиты от статического электричества являются: а) отвод зарядов статического электричества путем заземления оборудования, резервуаров, коммуникаций и т.д.; б) нейтрализация зарядов статического электричества путем ионизации воздуха в местах возникновения или накопления зарядов статического электричества в) увеличение относительной влажности воздуха до 65-70% г) очистка газов от взвешенных твердых или жидких частиц, а жидкостей - от загрязнений коллоидными, веществами. д) заполнение аппаратов, коммуникаций пневмотранспорта, смесителей и другого оборудований инертными газами, что препятствует воспламенению горючих смесей разрядами статического электричества и т.д. Для борьбы с накоплением зарядов статического электричества на людях, необходимо обеспечить стекание этих зарядов на землю К основным мерам, способствующим выполнению этого требования относятся: устройство электропроводящих полов: заземление помостов и рабочих площадок, ручек дверей, рукояток машин и т.д.; обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты. В особо опасных случаях запрещается ношение одежды из электризующися материалов.