Решение. Рассматриваемое нагретое тело (незащищенный участок трубопровода) является постоянно действующим тепловым источником

Рассматриваемое нагретое тело (незащищенный участок трубопровода) является постоянно действующим тепловым источником, а по количеству выделяемого тепла значительно превышает минимальную энергию зажигаемого сероуглерода Wmin = 0,009 МДж. Поэтому пожарную опасность данного нагретого тела (высоконагретого участка трубопровода) достаточно характеризовать его температурой.

Так как в системах отопления используется насыщенный водяной пар, то его температуру и, следовательно, максимальную температуру незащищенного участка паропровода определяем по давлению пара (см. приложение):

t_н.т = 120 ⁰С.

По справочнику находим температуру самовоспламенения паров сероуглерода: t_св=102 ⁰С.

Видно, что температура трубопровода превышает температуру самовоспламенения сероуглерода. Таким образом, можно сделать вывод, что на производстве имеется опасность появления источника зажигания в виде участка паропровода с поврежденной теплоизоляцией.

Пример 16. В производственном помещении с температурой воздуха 20 ⁰С работает высоконагруженный механизм, в котором радиальная сила на каждый подшипник достигает 4800 Н. Поверхность теплообмена подшипника 0,15 м². Определить, насколько возрастает максимальная температура подшипников при повышении нагрузки на них. Диаметр шейки вала 0,08 м, частота его вращения 0,5 с^-1. Материал трущихся тел: сталь-бронза.

Решение.

Оцениваем величину коэффициента теплообмена по формуле:

при t_п > 60 ⁰С ;

при t_п ≤ 60 ⁰С

Для этого ориентировочно принимаем температуру подшипника t_п = 40 ⁰С:

Вт/(м²∙К).

Рассчитав коэффициент теплообмена, находим максимальную температуру подшипника при нормальной нагрузке по формуле:

где t_П – максимальная температура подшипника, ⁰С;

t_В – температура окружающей среды (воздуха), ⁰С;

Q_тр – мощность сил трения в подшипнике, Вт, величину мощности сил трения определяют по формуле:

,

f – коэффициент трения стали о бронзу при наличии смазки, f = 0,1.

Материал трущихся деталей	Коэффициента трения скольжения
насухо	со смазкой
Сталь-сталь	0,15	0,05-0,1
Сталь-чугун	0,18	0,05-0,12
Сталь-бронза	0,15	0,1
Чугун-чугун	0,15	0,07-0,12
Чугун-бронза	0,15-0,2	0,07-0,12
Бронза-бронза	0,2	0,07-0,1
Резина-чугун	0,8	0,5

N – реальная сила, действующая на подшипник, Н;

d – диаметр шейки вала, м;

n – частота вращения вала, c^-1.

⁰С.

Так как найденное значение t_П^/ значительно (более чем на 5 %) отличается от принятого t_П = 40 ⁰С, то уточняем значение коэффициента α,

приняв t_П^// = (40+56,4)/2 = 48,2 ⁰С

Вт/(м²∙К).

Максимальная температура подшипника

⁰С.

И в этом случае ошибка Ө = (52,4 - 48,2)/48,2·100 = 8,7 % также превышает 5 %.

Продолжив расчет аналогично, находим t_П = 51,6 ⁰С. В этом случае ошибка составит:

Ө = 100∙(52,4-51,6)/51,6 = 1,6 %,

что не превышает допускаемой для технических расчетов ошибки вы­числений, равной 5 %. Следовательно, максимальная температура под­шипников механизма при нормальной нагрузке достигает 51,6 ⁰С.

Аналогично определяем максимальную температуру подшипников при повышенной в 2 раза нагрузке, которая составит 77,8 ⁰С.

Таким образом, максимальная температура подшипников данного механизма при повышении нагрузки на них возрастает на:

∆t = 77,8 - 51,6 = 26,2 ⁰С.

Пример 17. В картер воздушного одноступенчатого компрессора было залито масло индустриальное 20. Конечное давление сжатия в компрессоре составляет 0,55 МПа, а начальная температура воздуха 35 ⁰С. Оценить взрывопожарную опасность процесса сжатия воздуха в случае нарушения режима охлаждения компрессора.