Temperatur des elektrischen Funkens. Offenes Feuer, heiße Verbrennungsprodukte und dadurch erhitzte Oberflächen. Gefährliche thermische Erscheinungen mechanischer Energie

Elektrische Funken sind eine häufige Ursache für Brände. Sie können nicht nur Gase, Flüssigkeiten, Staub, sondern auch einige Feststoffe entzünden. In der Elektrotechnik werden häufig Funken als Zündquelle genutzt. Der Mechanismus der Entzündung brennbarer Stoffe durch einen elektrischen Funken ist komplexer als die Entzündung durch einen erhitzten Körper. Wenn in einem Gasvolumen zwischen den Elektroden ein Funke entsteht, werden Moleküle angeregt und ionisiert, was die Art chemischer Reaktionen beeinflusst. Gleichzeitig kommt es zu einem starken Temperaturanstieg im Volumen des Schildes. In diesem Zusammenhang wurden zwei Theorien zum Zündmechanismus durch elektrische Funken aufgestellt: ionische und thermische. Derzeit ist diese Frage noch nicht ausreichend untersucht. Untersuchungen zeigen, dass sowohl elektrische als auch thermische Faktoren am Zündmechanismus durch elektrische Funken beteiligt sind. Gleichzeitig überwiegen unter manchen Bedingungen elektrische, unter anderen thermische. Da die Forschungsergebnisse und Schlussfolgerungen aus Sicht der Ionentheorie nicht im Widerspruch zur thermischen Theorie stehen, wird bei der Erklärung des Zündmechanismus durch elektrische Funken üblicherweise die thermische Theorie befolgt.
Funkenentladung. Ein elektrischer Funke entsteht, wenn das elektrische Feld in einem Gas einen bestimmten spezifischen Wert Ek (kritische Feldstärke oder Durchschlagsstärke) erreicht, der von der Art des Gases und seinem Zustand abhängt.
Reflexion eines Schallimpulses eines elektrischen Funkens an einer flachen Wand. Das Foto wurde mit der Dunkelfeldmethode aufgenommen.| Durchgang eines Schallimpulses durch eine zylindrische Wand mit Löchern. Das Foto wurde im Dunkelfeldverfahren aufgenommen. Ein elektrischer Funke erzeugt einen extrem kurzen Blitz; Die Lichtgeschwindigkeit ist unermesslich größer als die Schallgeschwindigkeit, deren Ausmaß wir weiter unten besprechen werden.
Elektrische Funken, die bei einem Kurzschluss in elektrischen Leitungen, bei Elektroschweißarbeiten, bei Funkenbildung in elektrischen Geräten oder bei Entladungen statischer Elektrizität entstehen können. Die Größe der Metalltröpfchen erreicht beim Elektroschweißen 5 mm und bei einem Kurzschluss der elektrischen Leitungen 3 mm. Die Temperatur von Metalltropfen beim Elektroschweißen liegt nahe am Schmelzpunkt, und Metalltropfen, die bei einem Kurzschluss elektrischer Leitungen entstehen, sind höher als der Schmelzpunkt, beispielsweise erreicht sie bei Aluminium 2500 °C. Die Temperatur des Tropfens am Ende seines Fluges von der Entstehungsquelle zur Oberfläche des brennbaren Stoffes wird in den Berechnungen mit 800 angenommen MIT.
Ein elektrischer Funke ist der häufigste thermische Zündimpuls. Ein Funke entsteht beim Schließen oder Öffnen eines Stromkreises und hat eine Temperatur, die deutlich über der Zündtemperatur vieler brennbarer Stoffe liegt.
Durch impulsartige Entladungen des Kondensators C, die durch einen elektrischen Schwingkreis erzeugt werden, entsteht ein elektrischer Funke zwischen den Elektroden. Befindet sich zum Zeitpunkt der Entladung Flüssigkeit (Kerosin oder Öl) zwischen Werkzeug 1 und Teil 2, erhöht sich die Verarbeitungseffizienz, da sich vom Anodenteil abgerissene Metallpartikel nicht auf dem Werkzeug absetzen.
Ein elektrischer Funke kann ganz ohne Leiter oder Netzwerke entstehen.
Vorübergehende Flammenausbreitungseigenschaften während der Funkenzündung (Olsen et al. / - Wasserstoff (erfolgreiche Zündung. 2 - Propan (erfolgreiche Zündung. 3 - Propan (Zündungsfehler). Es gibt zwei Arten von elektrischen Funken, nämlich Hoch- und Niederspannung. A Ein Hochspannungsfunke, der von einem Hochspannungsgenerator erzeugt wird, durchbricht eine Funkenstrecke einer vorher festgelegten Größe. Ein Niederspannungsfunke springt an der Unterbrechungsstelle im Stromkreis, wenn bei einer Stromunterbrechung eine Selbstinduktion auftritt.
Elektrische Funken sind Quellen geringer Energie, können jedoch erfahrungsgemäß häufig zu Zündquellen werden. Unter normalen Betriebsbedingungen erzeugen die meisten Elektrogeräte keine Funken, bestimmte Geräte erzeugen jedoch typischerweise Funken.
Ein elektrischer Funke sieht aus wie ein hell leuchtender dünner Kanal, der die Elektroden verbindet: Der Kanal kann komplex gekrümmt und verzweigt sein. Eine Elektronenlawine bewegt sich im Funkenkanal und verursacht einen starken Temperatur- und Druckanstieg sowie ein charakteristisches Knistern. Bei einem Funkenvoltmeter werden Kugelelektroden zusammengebracht und der Abstand gemessen, bei dem ein Funke zwischen den Kugeln überspringt. Blitze sind riesige elektrische Funken.
Schematische Darstellung eines AC-aktivierten Lichtbogengenerators.| Schematische Darstellung eines Kondensationsfunkengenerators.
Ein elektrischer Funke ist eine Entladung, die durch einen großen Potentialunterschied zwischen Elektroden entsteht. Die Elektrodensubstanz gelangt durch explosive Emissionsbrenner aus den Elektroden in die Funkenanalysestrecke. Eine Funkenentladung bei hoher Stromdichte und hoher Temperatur der Elektroden kann in eine Hochspannungs-Bogenentladung übergehen.
Funkenentladung. Ein elektrischer Funke entsteht, wenn das elektrische Feld in einem Gas einen bestimmten Wert Ec (kritische Feldstärke oder Durchschlagsstärke) erreicht, der von der Art des Gases und seinem Zustand abhängt.
Ein elektrischer Funke zerlegt NH in seine Bestandteile. Bei Kontakt mit katalytisch aktiven Substanzen kommt es bereits bei relativ geringer Erwärmung zu einer teilweisen Zersetzung. Ammoniak brennt unter normalen Bedingungen nicht in der Luft; Es gibt jedoch Gemische aus Ammoniak und Luft, die sich bei Entzündung entzünden. Es brennt auch, wenn es in eine in Luft brennende Gasflamme eingebracht wird.
Ein elektrischer Funke zerlegt das Gas in seine Bestandteile. Bei Kontakt mit katalytisch aktiven Substanzen kommt es bereits bei relativ geringer Erwärmung zu einer teilweisen Zersetzung. Ammoniak brennt unter normalen Bedingungen nicht in der Luft; Es gibt jedoch Gemische aus Ammoniak und Luft, die sich bei Entzündung entzünden. Es brennt auch, wenn es in eine in Luft brennende Gasflamme eingebracht wird.
Mit einem elektrischen Funken können Sie alle Arten von Vorgängen erfolgreich durchführen – Metalle schneiden, Löcher in beliebiger Form und Größe bohren, schleifen, beschichten, die Oberflächenstruktur ändern... Es ist besonders vorteilhaft, hergestellte Teile mit einer sehr komplexen Konfiguration zu bearbeiten aus metallkeramischen Hartlegierungen, Hartmetallverbindungen, magnetischen Werkstoffen, hochfesten hitzebeständigen Stählen und Legierungen sowie anderen schwer zu verarbeitenden Werkstoffen.
Der elektrische Funke, der beim Unterbrechen des Stromkreises zwischen den Kontakten entsteht, wird nicht nur durch die Beschleunigung des Unterbruchs gelöscht; Dies wird auch durch die Gase erleichtert, die von der Faser austreten, aus der die Dichtungen 6 bestehen, die speziell in derselben Ebene wie der bewegliche Kontakt verlegt sind.
Schematische Darstellung des Zündsystems.| Diagramm des Batteriezündsystems. Durch Anlegen eines Hochspannungsstromimpulses an die Elektroden der Zündkerze wird ein elektrischer Funke erzeugt. Der Unterbrecher sorgt für das Öffnen der Kontakte entsprechend der Taktfolge und der Verteiler 4 liefert Hochspannungsimpulse entsprechend der Betriebsreihenfolge der Zylinder.
Anlage zur Ultraschallreinigung von Glasteilen mit Evakuierung der Arbeitskammer. Ein elektrischer Funke entfernt eine dünne Glasschicht von der zu behandelnden Oberfläche. Beim Durchblasen dieses Lichtbogens wird ein Inertgas (Argon) teilweise ionisiert und Schadstoffmoleküle werden durch den Ionenbeschuss zerstört.
Elektrische Funken können in manchen Fällen zu Explosionen und Bränden führen. Daher wird empfohlen, die Teile von Anlagen oder Maschinen, an denen sich elektrostatische Ladungen ansammeln, speziell mit einem Metalldraht mit der Erde zu verbinden, um einen freien Durchgang elektrischer Ladungen von der Maschine zur Erde zu ermöglichen.
Ein elektrischer Funke besteht aus schnell zerfallenden Luftatomen oder anderen Isolatoren und ist daher für sehr kurze Zeit ein guter Leiter. Die kurze Dauer der Funkenentladung hat ihre Untersuchung lange Zeit sehr erschwert, und erst vor relativ kurzer Zeit konnten die wichtigsten Gesetze, denen sie gehorcht, festgestellt werden.
Funkenentladung. Ein elektrischer Funke entsteht, wenn das elektrische Feld in einem Gas einen bestimmten Wert Ek (kritische Feldstärke oder Durchschlagsstärke) erreicht, der von der Art des Gases und seinem Zustand abhängt.

Ein gewöhnlicher elektrischer Funke, der durch ein Generatorgerät sprang, brachte, wie der Wissenschaftler erwartet hatte, einen ähnlichen Funken in einem anderen Gerät hervor, das isoliert und mehrere Meter vom ersten entfernt war. Somit wurde zum ersten Mal entdeckt, was vorhergesagt wurde. Maxwell, ein freies elektromagnetisches Feld, das Signale ohne Kabel übertragen kann.
Bald entzündet ein elektrischer Funke Alkohol, Phosphor und schließlich Schießpulver. Das Erlebnis gelangt in die Hände von Zauberern und wird zum Höhepunkt des Zirkusprogramms, das überall brennendes Interesse an dem geheimnisvollen Agens Elektrizität weckt.
Flammentemperaturen verschiedener Gasgemische. Ein elektrischer Hochspannungsfunke ist eine elektrische Entladung in Luft bei Normaldruck unter dem Einfluss von Hochspannung.
Ein elektrischer Funke wird auch als Form des Durchgangs von elektrischem Strom durch ein Gas während einer Hochfrequenzentladung eines Kondensators durch eine kurze Entladungsstrecke und einen Stromkreis mit Selbstinduktion bezeichnet. In diesem Fall handelt es sich bei der Entladung während eines erheblichen Teils der Halbwelle des Hochfrequenzstroms um eine Wechselmodus-Bogenentladung.
Indem er elektrische Funken durch die atmosphärische Luft leitete, fand Cavendish heraus, dass Stickstoff durch Luftsauerstoff zu Stickoxid oxidiert wurde, das in Salpetersäure umgewandelt werden konnte. Dementsprechend entscheidet Timiryazev, dass es durch die Verbrennung von Luftstickstoff möglich ist, Nitratsalze zu gewinnen, die den chilenischen Salpeter auf den Feldern leicht ersetzen und den Ertrag von Rasenkulturen steigern können.
Indem er elektrische Funken durch die atmosphärische Luft leitete, fand Cavendish heraus, dass Stickstoff durch Luftsauerstoff zu Stickoxid oxidiert wurde, das in Salpetersäure umgewandelt werden konnte. Timiryazev kommt daher zu dem Schluss, dass durch die Verbrennung von Luftstickstoff Nitratsalze gewonnen werden können, die den chilenischen Salpeter auf den Feldern leicht ersetzen und den Ertrag von Rasenkulturen steigern können.
Durch elektrische Funken in den Leitungen werden hochfrequente Ströme angeregt. Sie breiten sich entlang von Leitungen aus und senden elektromagnetische Wellen in den umgebenden Raum aus, wodurch der Radioempfang gestört wird. Diese Störungen gelangen auf verschiedene Weise in den Empfänger: 1) über die Empfängerantenne, 2) über die Leitungen des Beleuchtungsnetzes, wenn der Empfänger vernetzt ist, 3) durch Induktion von Beleuchtung oder anderen Leitungen, durch die sich Störwellen ausbreiten.
Die Wirkung eines elektrischen Funkens auf brennbare Gemische ist sehr komplex.
Die Erzielung eines elektrischen Funkens der erforderlichen Intensität ist bei der Batteriezündung nicht auf die Mindestdrehzahl beschränkt, bei der Zündung mit einem Magnetzünder ohne Gaspedalkupplung ist sie jedoch bei ca. 100 U/min gewährleistet.
Die Zündung durch einen elektrischen Funken erfordert im Vergleich zu anderen Methoden nur minimale Energie, da ein kleines Gasvolumen im Weg des Funkens dadurch in extrem kurzer Zeit auf eine hohe Temperatur erhitzt wird. Die minimale Funkenenergie, die erforderlich ist, um ein explosives Gemisch in seiner optimalen Konzentration zu zünden, wird experimentell ermittelt. Es wird auf normale atmosphärische Bedingungen reduziert – ein Druck von 100 kPa und eine Temperatur von 20 °C. Typischerweise ist die minimale Energie, die zum Zünden explosiver Staub-Luft-Gemische erforderlich ist, ein oder zwei Größenordnungen höher als die Energie, die zum Zünden von Gas und Dampf erforderlich ist -Luftexplosive Gemische.
Zündschloss. Bei einem Durchschlag verdampft ein elektrischer Funke eine dünne Metallschicht, die sich auf dem Papier abgelagert hat. In der Nähe der Durchschlagsstelle wird das Papier vom Metall befreit und das Durchschlagsloch mit Öl gefüllt, wodurch die Funktionsfähigkeit des Kondensators wiederhergestellt wird.
Am gefährlichsten sind elektrische Funken: Fast immer reichen ihre Dauer und Energie aus, um brennbare Gemische zu entzünden.

Schließlich werden mithilfe eines elektrischen Funkens große Potenzialunterschiede mithilfe eines Kugelspalts gemessen, dessen Elektroden zwei Metallkugeln mit polierter Oberfläche sind. Die Kugeln werden auseinander bewegt und mit einer gemessenen Spannung beaufschlagt. Dann werden die Kugeln näher zusammengebracht, bis ein Funke zwischen ihnen überspringt. Wenn Sie den Durchmesser der Kugeln, den Abstand zwischen ihnen, den Druck, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit kennen, ermitteln Sie mithilfe spezieller Tabellen den Potenzialunterschied zwischen den Kugeln.
Unter dem Einfluss eines elektrischen Funkens zersetzt es sich mit zunehmendem Volumen. Methylchlorid ist eine stark reaktive organische Verbindung; Bei den meisten Reaktionen mit Methylchlorid werden Halogenatome durch verschiedene Radikale ersetzt.
Wenn elektrische Funken durch flüssige Luft geleitet werden, entsteht Lachgasanhydrid als blaues Pulver.
Um einen elektrischen Funken zu vermeiden, ist es notwendig, die getrennten Teile der Gasleitung mit einer Brücke zu verbinden und eine Erdung zu installieren.
Änderung der Konzentrationsgrenzen der Zündung in Abhängigkeit von der Funkenleistung. Eine Erhöhung der Leistung elektrischer Funken führt zu einer Erweiterung des Zündbereichs (Explosion) von Gasgemischen. Allerdings gibt es auch hier eine Grenze, wenn keine weiteren Änderungen der Zündgrenzen erfolgen. Funken dieser Stärke werden üblicherweise als gesättigt bezeichnet. Ihr Einsatz in Geräten zur Bestimmung von Konzentrations- und Temperaturgrenzen der Zündung, Flammpunkt und anderen Werten führt zu Ergebnissen, die sich nicht von der Entzündung durch erhitzte Körper und Flammen unterscheiden.
Wenn ein elektrischer Funke durch eine Mischung aus Schwefelfluorid und Wasserstoff geleitet wird, entstehen H2S und HF. Mischungen von S2F2 mit Schwefeldioxid bilden unter den gleichen Bedingungen Thionylfluorid (SOF2), und Mischungen mit Sauerstoff bilden eine Mischung aus Thionylfluorid und Schwefeldioxid.
Wenn elektrische Funken in einem geschlossenen Gefäß über Wasser durch Luft geleitet werden, kommt es zu einer stärkeren Abnahme des Gasvolumens als bei der Verbrennung von Phosphor darin.
Die Menge an elektrischer Funkenenergie, die erforderlich ist, um die explosive Zersetzung von Acetylen einzuleiten, hängt stark vom Druck ab und nimmt mit abnehmendem Druck zu. Nach Angaben von S. M. Kogarko und Ivanov35 ist die explosionsartige Zersetzung von Acetylen bereits bei einem absoluten Druck von 0,65 °C möglich, wenn die Funkenenergie 1200 J beträgt. Unter Atmosphärendruck beträgt die Energie des Zündfunkens 250 J.
In Abwesenheit eines elektrischen Funkens oder brennbarer Verunreinigungen wie Fett treten Reaktionen meist erst bei hohen Temperaturen spürbar auf. Ethforan C2Fe reagiert bei 300 langsam mit verdünntem Fluor, während k-Heptphoran heftig reagiert, wenn die Mischung durch einen elektrischen Funken gezündet wird.
Wenn elektrische Funken durch Sauerstoff oder Luft geleitet werden, entsteht ein charakteristischer Geruch, dessen Ursache die Bildung einer neuen Substanz ist – Ozon. Ozon kann aus völlig reinem Ohrensauerstoff gewonnen werden; Daraus folgt, dass es nur aus Sauerstoff besteht und dessen allotrope Modifikation darstellt.
Die Energie eines solchen elektrischen Funkens kann ausreichen, um ein brennbares oder explosives Gemisch zu entzünden. Eine Funkenentladung bei einer Spannung von 3000 V kann fast alle Dampf- und Gas-Luft-Gemische entzünden, bei 5000 V die meisten brennbaren Stäube und Fasern. So können unter industriellen Bedingungen entstehende elektrostatische Ladungen als Zündquelle dienen, die in Gegenwart brennbarer Gemische einen Brand oder eine Explosion verursachen kann.
Die Energie eines solchen elektrischen Funkens kann groß genug sein, um ein brennbares oder explosives Gemisch zu entzünden.
Wenn elektrische Funken durch Sauerstoff geleitet werden, entsteht Ozon – ein Gas, das nur ein Element enthält – Sauerstoff; Ozon hat eine ein- bis fünfmal höhere Dichte als Sauerstoff.
Wenn ein elektrischer Funke durch den Luftspalt zwischen zwei Elektroden gelangt, entsteht eine Stoßwelle. Wenn diese Welle auf die Oberfläche des Kalibrierblocks oder direkt auf das PAE einwirkt, wird in diesem ein elastischer Impuls mit einer Dauer in der Größenordnung von mehreren Mikrosekunden angeregt.

Abhängig vom Gasdruck, der Elektrodenkonfiguration und den Parametern des externen Stromkreises gibt es vier Arten unabhängiger Entladungen:

• Glimmentladung;
• Funkenentladung;
• Bogenentladung;
• Koronaentladung.

1. Glimmentladung tritt bei niedrigen Drücken auf. Es kann in einem Glasrohr beobachtet werden, an dessen Enden flache Metallelektroden angelötet sind (Abb. 8.5). In der Nähe der Kathode befindet sich eine dünne Leuchtschicht namens Kathodenleuchtfilm 2.

Zwischen der Kathode und dem Film befindet sich Astons dunkler Raum 1. Rechts neben der Leuchtfolie befindet sich eine schwach leuchtende Schicht namens Kathodendunkelraum 3. Diese Schicht geht in einen leuchtenden Bereich über, der aufgerufen wird schwelender Schein 4, der schwelende Raum wird von einer dunklen Lücke begrenzt - Faradayscher dunkler Raum 5. Alle oben genannten Schichten bilden sich Kathodenteil Glimmentladung. Der Rest der Röhre ist mit glühendem Gas gefüllt. Dieser Teil heißt positive Spalte 6.

Mit abnehmendem Druck nehmen der Kathodenteil der Entladung und der Faraday-Dunkelraum zu und die positive Säule verkürzt sich.

Messungen zeigten, dass fast alle potenziellen Tropfen in den ersten drei Abschnitten der Entladung auftreten (Astons dunkler Raum, Kathodenleuchtfilm und Kathodendunkelfleck). Dieser Anteil der an der Röhre anliegenden Spannung wird aufgerufen Kathodenpotentialabfall.

Im Bereich der glimmenden Glut ändert sich das Potential nicht – hier ist die Feldstärke Null. Schließlich steigt das Potenzial im Faraday-Dunkelraum und in der positiven Spalte langsam an.

Diese Potentialverteilung wird durch die Bildung einer positiven Raumladung im Kathodendunkelraum aufgrund der erhöhten Konzentration positiver Ionen verursacht.

Positive Ionen, die durch den Abfall des Kathodenpotentials beschleunigt werden, bombardieren die Kathode und schlagen Elektronen aus ihr heraus. Im Aston-Dunkelraum haben diese Elektronen, die ohne Kollisionen in den Bereich des Kathoden-Dunkelraums fliegen, eine hohe Energie, wodurch sie Moleküle häufiger ionisieren als anregen. Diese. Die Intensität des Gasglühens nimmt ab, es werden jedoch viele Elektronen und positive Ionen gebildet. Die resultierenden Ionen haben zunächst eine sehr geringe Geschwindigkeit und daher entsteht im Kathodendunkelraum eine positive Raumladung, die zu einer Umverteilung des Potentials entlang der Röhre und zum Auftreten eines Kathodenpotentialabfalls führt.

Im Kathodendunkelraum erzeugte Elektronen dringen in den Bereich des Schwelglühens ein, der durch eine hohe Konzentration an Elektronen und positiven Ionen sowie eine polare Raumladung nahe Null (Plasma) gekennzeichnet ist. Daher ist die Feldstärke hier sehr gering. Im Bereich der glimmenden Glut findet ein intensiver Rekombinationsprozess statt, der mit der Abgabe der dabei freigesetzten Energie einhergeht. Somit ist das Schwellicht hauptsächlich ein Rekombinationsglühen.

Aus dem Bereich des schwelenden Leuchtens dringen Elektronen und Ionen durch Diffusion in den dunklen Faraday-Raum ein. Die Wahrscheinlichkeit einer Rekombination sinkt hier stark, weil die Konzentration geladener Teilchen ist gering. Daher gibt es im Faraday-Dunkelraum ein Feld. Die von diesem Feld mitgerissenen Elektronen sammeln Energie und schaffen oft schließlich die Voraussetzungen für die Existenz eines Plasmas. Die positive Säule stellt das Gasentladungsplasma dar. Es fungiert als Leiter, der die Anode mit den Kathodenteilen der Entladung verbindet. Das Leuchten der positiven Säule wird hauptsächlich durch Übergänge angeregter Moleküle in den Grundzustand verursacht.

2. Funkenentladung tritt in Gas normalerweise bei Drücken in der Größenordnung des Atmosphärendrucks auf. Es zeichnet sich durch eine intermittierende Form aus. Im Aussehen ist eine Funkenentladung ein Bündel heller, zickzackförmig verzweigter dünner Streifen, die sofort in die Entladungsstrecke eindringen, schnell erlöschen und sich ständig gegenseitig ersetzen (Abb. 8.6). Diese Streifen heißen Funkenkanäle.

T Gas = 10.000 K ~ 40 cm ICH= 100 kA T= 10 –4 s l~ 10 km

Nachdem die Entladungsstrecke durch den Funkenkanal „unterbrochen“ wurde, wird ihr Widerstand klein, ein kurzzeitiger Impuls hohen Stroms fließt durch den Kanal, während dessen nur eine geringe Spannung an der Entladungsstrecke abfällt. Wenn die Quellenleistung nicht sehr hoch ist, stoppt die Entladung nach diesem Stromimpuls. Die Spannung zwischen den Elektroden beginnt auf ihren vorherigen Wert anzusteigen und der Gasdurchschlag wiederholt sich unter Bildung eines neuen Funkenkanals.

Unter natürlichen Bedingungen wird eine Funkenentladung in Form eines Blitzes beobachtet. Abbildung 8.7 zeigt ein Beispiel einer Funkenentladung - Blitz, Dauer 0,2 ÷ 0,3 mit einer Stromstärke von 10 4 - 10 5 A, Länge 20 km (Abb. 8.7).



3. Bogenentladung . Wenn nach Erhalt einer Funkenentladung von einer starken Quelle der Abstand zwischen den Elektroden allmählich verringert wird, wird die intermittierende Entladung kontinuierlich und es entsteht eine neue Form der Gasentladung, die sogenannte Bogenentladung(Abb. 8.8).

~ 10 3 A
Reis. 8.8

In diesem Fall steigt der Strom stark an und erreicht mehrere zehn und hundert Ampere, und die Spannung an der Entladungsstrecke sinkt auf mehrere zehn Volt. Laut V.F. Laut Litkevich (1872 - 1951) wird die Bogenentladung hauptsächlich durch thermionische Emission von der Kathodenoberfläche aufrechterhalten. In der Praxis bedeutet das Schweißen, leistungsstarke Lichtbogenöfen.

4. Corona-Entladung (Abb. 8.9). Tritt in einem starken ungleichmäßigen elektrischen Feld bei relativ hohen Gasdrücken (in der Größenordnung des Atmosphärendrucks) auf. Ein solches Feld kann zwischen zwei Elektroden erhalten werden, deren Oberfläche eine starke Krümmung aufweist (dünner Draht, Spitze).

Das Vorhandensein einer zweiten Elektrode ist nicht erforderlich, ihre Rolle können jedoch nahegelegene, geerdete Metallgegenstände übernehmen. Wenn das elektrische Feld in der Nähe einer Elektrode mit großer Krümmung etwa 3∙10 6 V/m erreicht, erscheint um sie herum ein Leuchten, das wie eine Muschel oder Krone aussieht, woher auch der Name der Ladung stammt.

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Aufprall fester Körper unter Funkenbildung.

Wenn bestimmte feste Körper mit einer bestimmten Kraft aufeinander treffen, können Funken entstehen, die man Stoß- oder Reibungsfunken nennt.

Funken sind auf eine hohe Temperatur erhitzte (heiße) Metall- oder Steinpartikel (je nachdem, welche Festkörper an der Kollision beteiligt sind) mit einer Größe von 0,1 bis 0,5 mm oder mehr.

Die Temperatur der Aufprallfunken herkömmlicher Baustähle erreicht den Schmelzpunkt des Metalls – 1550 °C.

Trotz der hohen Temperatur des Funkens ist seine Zündfähigkeit relativ gering, da aufgrund seiner geringen Größe (Masse) die thermische Energiereserve des Funkens sehr gering ist. Funken sind in der Lage, Dampf-Gas-Gemische zu entzünden, die eine kurze Induktionszeit und eine geringe Mindestzündenergie aufweisen. Die größten Gefahren gehen dabei von Acetylen, Wasserstoff, Ethylen, Kohlenmonoxid und Schwefelkohlenstoff aus.

Die Zündfähigkeit eines ruhenden Funkens ist höher als die eines fliegenden Funkens, da ein stationärer Funke langsamer abkühlt, Wärme an das gleiche Volumen des brennbaren Mediums abgibt und dieses daher auf eine höhere Temperatur erhitzen kann. Deshalb können ruhende Funken auch feste Stoffe in zerkleinerter Form (Fasern, Staub) entzünden.

Unter Produktionsbedingungen entstehen Funken beim Arbeiten mit Schlagwerkzeugen (Schraubenschlüssel, Hämmer, Meißel usw.) sowie beim Eindringen von Metallverunreinigungen und Steinen in Maschinen mit rotierenden Mechanismen (Geräte mit Mischern, Ventilatoren, Gasgebläsen usw.). B. wenn die beweglichen Mechanismen der Maschine mit stationären kollidieren (Hammermühlen, Ventilatoren, Geräte mit Klappdeckeln, Luken usw.).

Maßnahmen zur Vermeidung gefährlicher Funken durch Schlag und Reibung:

1. Bei Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (Räumen) funkensicheres Werkzeug verwenden.
2. Blasen sauberer Luft über den Bereich, in dem Reparaturen und andere Arbeiten durchgeführt werden.
3. Verhindert das Eindringen von Metallverunreinigungen und Steinen in die Maschinen (Magnetfänger und Steinfänger).
4. Um Funkenbildung durch Stöße beweglicher Maschinenmechanismen auf stationäre zu verhindern:
   1. sorgfältiges Einstellen und Auswuchten der Wellen;
   2. Überprüfung der Lücken zwischen diesen Mechanismen;
   3. Vermeidung einer Überlastung von Maschinen.
5. Verwenden Sie für den Transport von Dampf und Gas-Luft-Gemischen, Staub und festen brennbaren Stoffen funkensichere Ventilatoren.
6. In Räumlichkeiten zur Herstellung und Lagerung von Acetylen, Ethylen usw. Böden sollten aus funkenfreiem Material bestehen oder mit Gummimatten belegt sein.

Oberflächenreibung von Körpern.

Die Bewegung von sich berührenden Körpern relativ zueinander erfordert den Energieaufwand zur Überwindung von Reibungskräften. Diese Energie wird nahezu vollständig in Wärme umgewandelt, die wiederum von der Art der Reibung, den Eigenschaften der Reibflächen (Beschaffenheit, Verschmutzungsgrad, Rauheit), Druck, Oberflächengröße und Ausgangstemperatur abhängt. Unter normalen Bedingungen wird die erzeugte Wärme rechtzeitig abgeführt und so für normale Temperaturverhältnisse gesorgt. Unter bestimmten Bedingungen kann die Temperatur der Reibflächen jedoch gefährliche Werte erreichen, bei denen sie zu einer Zündquelle werden können.

Die Gründe für die Erhöhung der Temperatur reibender Körper sind im Allgemeinen eine Erhöhung der Wärmemenge oder eine Verringerung der Wärmeabfuhr. Aus diesen Gründen kommt es in technologischen Produktionsprozessen zu gefährlichen Überhitzungen von Lagern, Transport- und Antriebsriemen, faserigen brennbaren Materialien beim Aufwickeln auf rotierende Wellen sowie festen brennbaren Materialien bei deren mechanischer Bearbeitung.

Maßnahmen zur Verhinderung gefährlicher Erscheinungen der Oberflächenreibung von Körpern:

1. Gleitlager durch Wälzlager ersetzen.
2. Überwachung von Schmierung und Lagertemperatur.
3. Überwachung des Spannungsgrades von Förderbändern und Bändern, um zu verhindern, dass Maschinen mit Überlastung arbeiten.
4. Flachriemenantriebe durch Keilriemenantriebe ersetzen.
5. Um zu verhindern, dass sich Fasermaterialien auf rotierenden Wellen verwickeln, verwenden Sie:
   1. Verwendung von locker sitzenden Buchsen, Gehäusen usw. zum Schutz exponierter Wellenbereiche vor Kontakt mit faserigem Material;
   2. Überlastungsprävention;
   3. Anordnung von Spezialmessern zum Schneiden von aufgerollten Fasermaterialien;
   4. Einstellen des Mindestspiels zwischen Welle und Lager.
6. Bei der Bearbeitung brennbarer Materialien ist Folgendes erforderlich:
   1. Beachten Sie den Schneidmodus,
   2. das Werkzeug rechtzeitig schärfen,
   3. Verwenden Sie eine lokale Kühlung der Schnittstelle (Emulsion, Öl, Wasser usw.).

Unter Produktionsbedingungen können Zündquellen sowohl in der Art ihres Auftretens als auch in ihren Parametern sehr unterschiedlich sein.
Als mögliche Zündquellen heben wir offenes Feuer und heiße Verbrennungsprodukte hervor; thermische Manifestation mechanischer Energie; thermisch, Manifestation elektrischer Energie; thermische Manifestation chemischer Reaktionen.

Offenes Feuer und heiße Verbrennungsprodukte. Brände und Explosionen entstehen oft durch ständig in Betrieb befindliche oder plötzlich auftauchende offene Feuerquellen und Produkte, die den Verbrennungsprozess begleiten – Funken, heiße Gase.
Ein offenes Feuer kann fast alle brennbaren Stoffe entzünden, da die Temperatur bei der Flammenverbrennung sehr hoch ist (von 700 bis 1500 °C); Dabei wird viel Wärme freigesetzt und der Verbrennungsprozess verlängert sich in der Regel. Brandquellen können vielfältig sein – technologische Heizöfen, Brandreaktoren, Regeneratoren mit Verbrennung organischer Substanzen aus nicht brennbaren Katalysatoren, Öfen und Anlagen zur Verbrennung und Abfallentsorgung, Fackelvorrichtungen zur Verbrennung von Neben- und Begleitgasen, Rauchen, Verwendung von Fackeln für Heizungsrohre usw. e. Die wichtigste Brandschutzmaßnahme gegen stationäre offene Feuerquellen ist deren Isolierung von brennbaren Dämpfen und Gasen bei Unfällen und Schäden. Daher ist es besser, feuerbetriebene Geräte in offenen Bereichen mit einem gewissen Brandabstand zu benachbarten Geräten aufzustellen oder sie durch separate Platzierung in geschlossenen Räumen zu isolieren.
Externe Rohrfeueröfen sind mit einer Vorrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, bei Unfällen einen Dampfvorhang um sie herum zu erzeugen, und bei Vorhandensein benachbarter Vorrichtungen mit Flüssiggasen (z. B. Gasfraktionierungsanlagen) werden die Öfen von ihnen getrennt durch eine 2-3 m hohe Blindwand und darüber wird ein perforiertes Rohr verlegt, um Dampfschleier zu erzeugen. Um Öfen sicher zu zünden, werden Elektrozünder oder spezielle Gaszünder verwendet. Sehr häufig kommt es bei Brandreparaturen (z. B. beim Schweißen) zu Bränden und Explosionen, da die Ausrüstung (wie oben beschrieben) und die Standorte, an denen sie sich befinden, nicht ausreichend vorbereitet sind. Feuerreparaturarbeiten, außer
das Vorhandensein einer offenen Flamme, begleitet von Streuung
von den Seiten und das Fallen heißer Metallpartikel auf die darunter liegenden Bereiche, wo sie brennbare Materialien entzünden können. Deshalb wird neben der entsprechenden Vorbereitung der zu reparierenden Geräte auch die Umgebung vorbereitet. Alle brennbaren Materialien und Stäube werden im Umkreis von 10 m entfernt, brennbare Strukturen werden durch Abschirmungen geschützt und es werden Maßnahmen ergriffen, um das Eindringen von Funken in die darunter liegenden Böden zu verhindern. Der überwiegende Teil der Heißarbeiten wird auf speziell ausgestatteten stationären Standorten oder Werkstätten durchgeführt.
Für Heißarbeiten ist im Einzelfall eine Sondergenehmigung der Verwaltung und eine Genehmigung der Feuerwehr einzuholen.

Bei Bedarf werden zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen entwickelt. Heiße Baustellen werden vor und nach Abschluss der Arbeiten von Fachkräften der Feuerwehr inspiziert. Bei Bedarf wird während der Arbeiten eine Feuerwache mit entsprechender Feuerlöschausrüstung installiert.
Für das Rauchen auf dem Betriebsgelände und in Werkstätten werden spezielle Räume eingerichtet oder entsprechende Bereiche zugewiesen; Zum Erwärmen gefrorener Rohre verwenden Sie Heißwasser-, Dampf- oder Induktionsheizgeräte.
Funken sind heiße feste Partikel unvollständig verbrannten Kraftstoffs. Die Temperatur solcher Funken liegt meist im Bereich von 700–900 °C. Bei der Freisetzung in die Luft brennt der Funke relativ langsam, da Kohlendioxid und andere Verbrennungsprodukte teilweise an seiner Oberfläche adsorbiert werden.
Die Verringerung der Brandgefahr durch Funken wird durch die Beseitigung der Ursachen der Funkenbildung und gegebenenfalls durch das Einfangen oder Löschen von Funken erreicht.
Das Auffangen und Löschen von Funken beim Betrieb von Öfen und Verbrennungsmotoren wird durch den Einsatz von Funkenfängern und Funkenfängern erreicht. Die Ausführungen von Funkenfängern sind sehr vielfältig. Geräte zum Auffangen und Löschen von Funken basieren auf der Nutzung der Schwerkraft (Fallkammern), der Trägheitskraft (Kammern mit Trennwänden, Düsen, Maschen, Lamellenvorrichtungen) und der Zentrifugalkraft (Zyklone).

Fänger, Turbinenwirbel), Kräfte der elektrischen Anziehung (Elektrofilter), Kühlung von Verbrennungsprodukten mit Wasser (Wasservorhänge, Einfangen durch die Wasseroberfläche), Kühlung und Verdünnung von Gasen mit Wasserdampf usw. In einigen Fällen sind sie sind installiert

/ - Feuerraum; 2 - Absetzkammer; 3 - Zyklon-Funkenfänger; 4 - Nachbrenndüse
mehrere Funkenlöschanlagen in Reihe geschaltet, wie in Abb. 3.7.
Thermische Manifestation mechanischer Energie. Die feuergefährliche Umwandlung mechanischer Energie in Wärme erfolgt beim Aufprall fester Körper unter Funkenbildung, Reibung von Körpern bei gegenseitiger Bewegung relativ zueinander, adiabatischer Kompression von Gasen usw.
Schlag- und Reibungsfunken entstehen bei ausreichend starkem Stoß oder starkem Abrieb von Metallen und anderen Feststoffen. Die hohe Temperatur der Reibungsfunken wird nicht nur von der Qualität des Metalls bestimmt, sondern auch von seiner Oxidation durch Luftsauerstoff. Die Temperatur von Funken aus unlegierten kohlenstoffarmen Stählen übersteigt manchmal die Temperatur

1500° C. Die Änderung der Temperatur von Stoß- und Reibungsfunken in Abhängigkeit vom Material der kollidierenden Körper und der ausgeübten Kraft ist in der Grafik in Abb. dargestellt. 3.8. Trotz der hohen Temperatur verfügen Stoß- und Reibungsfunken aufgrund ihrer geringen Masse über eine geringe Wärmereserve. Zahlreiche Experimente haben das nachgewiesen

Reis. 3.8. Abhängigkeit der Temperatur von Aufprall- und Reibungsfunken vom Druck kollidierender Körper

Am empfindlichsten gegenüber Stoß- und Reibungsfunken sind Acetylen, Ethylen, Schwefelkohlenstoff, Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Stoffe, die eine lange Induktionszeit haben und zur Zündung eine erhebliche Wärmemenge benötigen (Methan, Erdgas, Ammoniak, Aerosole etc.), werden durch Schlag- und Reibungsfunken nicht entzündet.
Funken, die auf abgelagerten Staub und Faserstoffe fallen, erzeugen schwelende Bereiche, die einen Brand oder eine Explosion verursachen können. Funken, die entstehen, wenn Gegenstände aus Aluminium auf die oxidierte Oberfläche von Stahlteilen treffen, haben ein großes Zündpotenzial. Die Verhinderung von Explosionen und Bränden durch Funken, Stöße und Reibung wird durch den Einsatz von funkenfreien Werkzeugen für den täglichen Gebrauch und bei Notfallarbeiten in Sprengstoffwerkstätten erreicht; Zauberer
Fadenabscheider und Steinfänger an den Leitungen zur Rohstoffversorgung von Schlagmaschinen, Mühlen usw.; Herstellung von Maschinenteilen, die miteinander kollidieren können, aus nicht funkenbildenden Metallen oder durch strenge Anpassung der Spaltgröße zwischen ihnen.
Werkzeuge aus Phosphorbronze, Kupfer, Aluminiumlegierungen AKM-5-2 und D-16, legierte Stähle mit 6–8 % Silizium und 2–5 % Titan usw. gelten als funkenfrei. Die Verwendung von Kupfer wird nicht empfohlen -plattierte Werkzeuge. In allen Fällen sollten Eingriffe mit Auswirkungen nach Möglichkeit durch solche ohne Auswirkungen ersetzt werden*. Beim Einsatz von Schlagwerkzeugen aus Stahl in explosionsgefährdeten Umgebungen ist der Arbeitsbereich stark belüftet und die Schlagflächen des Werkzeugs sind mit Fett geschmiert.
Die Erwärmung von Körpern durch Reibung bei gegenseitiger Bewegung hängt vom Zustand der Oberflächen der reibenden Körper, der Qualität ihrer Schmierung, dem Druck der Körper aufeinander und den Bedingungen der Wärmeabfuhr an die Umgebung ab.
Unter normalen Bedingungen und ordnungsgemäßem Betrieb der Reibpaare wird die erzeugte überschüssige Wärme umgehend an die Umgebung abgeführt, wodurch sichergestellt wird, dass die Temperatur auf einem bestimmten Niveau gehalten wird, d. h. wenn Qtp = QnoT, dann /work = Const. Ein Verstoß gegen diese Gleichheit führt zu einem Temperaturanstieg der Reibkörper. Aus diesem Grund kommt es in den Lagern von Maschinen und Geräten, beim Durchrutschen von Förder- und Antriebsbändern, beim Aufwickeln von Faserstoffen auf rotierende Wellen, bei der mechanischen Bearbeitung fester brennbarer Stoffe usw. zu gefährlichen Überhitzungen.
Um die Möglichkeit einer Überhitzung zu reduzieren, werden bei schnelllaufenden und stark belasteten Wellen Wälzlager anstelle von Gleitlagern eingesetzt.
Eine systematische Schmierung von Lagern (insbesondere Gleitlagern) ist von großer Bedeutung. Verwenden Sie für die normale Lagerschmierung die Ölsorte, die unter Berücksichtigung der Belastung und Wellendrehzahl geeignet ist. Wenn die natürliche Kühlung nicht ausreicht, um überschüssige Wärme abzuleiten, sorgen Sie für eine Zwangskühlung des Lagers mit fließendem Wasser oder zirkulierendem Öl und sorgen Sie für eine Temperaturregelung

das Verhältnis der Lager und der zu ihrer Kühlung verwendeten Flüssigkeit. Der Zustand der Lager wird systematisch überwacht, von Staub und Schmutz befreit, Überlastung, Vibration, Verformung und Erwärmung über die festgelegten Temperaturen hinaus sind nicht zulässig.
Vermeiden Sie eine Überlastung der Förderer, ein Einklemmen des Bandes oder eine Lockerung der Spannung des Bandes oder Bandes. Es werden Geräte eingesetzt, die beim Arbeiten mit Überlastung automatisch signalisieren. Anstelle von Flachriemenantrieben kommen Keilriemenantriebe zum Einsatz, die ein Durchrutschen praktisch ausschließen.
Von Fasern, die in die Lücken zwischen den rotierenden und stationären Teilen der Maschine gelangen, der allmählichen Verdichtung der Fasermasse und ihrer Reibung an den Wänden der Maschine (in Textilfabriken, Flachs- und Hanf-Jute-Fabriken, in Trockenwerkstätten für Chemiefasern). Fabriken usw.) reduzieren die Lücken zwischen Wellenzapfen und Lagern, Buchsen, Gehäuse, Abschirmungen und andere Aufwickelvorrichtungen werden verwendet, um die Wellen vor dem Kontakt mit faserigen Materialien zu schützen. Teilweise sind auch Antiwickelmesser etc. eingebaut.
Erhitzen von brennbaren Gasen und Luft während ihrer Kompression in Kompressoren. Der Anstieg der Gastemperatur während der adiabatischen Kompression wird durch die Gleichung bestimmt

wobei Tll1 Tk die Gastemperatur vor und nach der Kompression ist, °K; Pm Pk – Anfangs- und Enddruck, kg/cm2\ k – adiabatischer Index, für Luft = 1,41.
Die Gastemperatur in den Kompressorzylindern überschreitet bei einem normalen Verdichtungsverhältnis 140–160 °C nicht. Da die Endtemperatur des Gases während der Verdichtung sowohl vom Verdichtungsgrad als auch von der Anfangstemperatur des Gases abhängt, um eine übermäßige Überhitzung zu vermeiden Beim Komprimieren auf hohe Drücke wird das Gas schrittweise in mehrstufigen Kompressoren komprimiert und nach jeder Kompressionsstufe in Zwischenkühlschränken abgekühlt. Um Schäden am Kompressor zu vermeiden, überwachen Sie die Temperatur und den Druck des Gases.
Ein Temperaturanstieg bei der Luftverdichtung führt häufig zu Kompressorexplosionen. Durch die Verdunstung und Zersetzung von Schmieröl unter erhöhten Temperaturbedingungen entstehen explosionsfähige Konzentrationen. Zündquellen sind Quellen der Selbstentzündung von Ölzersetzungsprodukten, die sich im Abluftkanal und im Sammler ablagern. Es wurde festgestellt, dass bei jedem Temperaturanstieg in den Kompressorzylindern um 100 °C die Oxidationsprozesse um das Zwei- bis Dreifache beschleunigt werden. Explosionen ereignen sich naturgemäß in der Regel nicht in Kompressorzylindern, sondern in Abluftkanälen und gehen mit der Verbrennung von Ölkondensat und Ölzersetzungsprodukten einher, die sich an der Innenfläche der Luftkanäle ansammeln. Um Explosionen von Luftkompressoren zu vermeiden, werden neben der Überwachung von Temperatur und Luftdruck auch optimale Standards für die Schmierölversorgung festgelegt und strikt eingehalten sowie die Abluftkanäle und Sammler systematisch von brennbaren Ablagerungen gereinigt.
Thermische Manifestation elektrischer Energie. Die thermische Wirkung von elektrischem Strom kann sich bei einem Kurzschluss in Form von elektrischen Funken und Lichtbögen äußern; übermäßige Überhitzung von Motoren, Maschinen, Kontakten und einzelnen Abschnitten elektrischer Netze bei Überlastung und Übergangswiderständen; Überhitzung als Folge der Manifestation von Wirbelströmen der Induktion und Selbstinduktion; bei Funkenentladungen statischer Elektrizität und atmosphärischen Elektrizitätsentladungen.
Bei der Beurteilung der Möglichkeit von Bränden durch elektrische Geräte müssen das Vorhandensein, der Zustand und die Einhaltung bestehender Schutzmaßnahmen gegen Umwelteinflüsse, Kurzschlüsse, Überlastungen, Übergangswiderstände sowie Entladungen statischer und atmosphärischer Elektrizität berücksichtigt werden.
Thermische Manifestation chemischer Reaktionen. Chemische Reaktionen, die unter Freisetzung erheblicher Wärmemengen ablaufen, bergen die Gefahr eines Brandes oder einer Explosion, da in diesem Fall die reagierenden oder in der Nähe befindlichen brennbaren Stoffe auf die Temperatur ihrer Selbstentzündung erhitzt werden können.
Chemische Stoffe werden aufgrund der Gefahr thermischer Manifestationen exothermer Reaktionen in die folgenden Gruppen eingeteilt (mehr dazu in Kapitel I).
A. Stoffe, die sich bei Kontakt mit Luft entzünden, d. h. deren Selbstentzündungstemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur liegt (z. B. Organoaluminiumverbindungen) oder die über ihre Selbstentzündungstemperatur hinaus erhitzt werden.
B. Stoffe, die sich in der Luft spontan entzünden, sind pflanzliche Öle und tierische Fette, Kohle und Holzkohle, Eisen-Schwefel-Verbindungen, Ruß, Aluminiumpulver, Zink, Titan, Magnesium, Torf, Nitroglyphtallack-Abfälle usw.
Die Selbstentzündung von Stoffen wird verhindert, indem die Oxidationsoberfläche verringert, die Bedingungen für die Wärmeabfuhr an die Umgebung verbessert, die Anfangstemperatur der Umgebung gesenkt, Inhibitoren von Selbstentzündungsprozessen eingesetzt und Stoffe vom Kontakt mit der Luft isoliert werden (Lagerung und Verarbeitung unter Schutz). von nicht brennbaren Gasen, Schutz der Oberfläche zerkleinerter Stoffe durch einen Fettfilm usw.).
V. Stoffe, die bei Wechselwirkung mit Wasser brennbar sind, sind Alkalimetalle (Na, K, Li), Calciumcarbid, Branntkalk, Pulver und Späne von Magnesium, Titan, Organoaluminiumverbindungen (Triethylaluminium, Triisobutylaluminium, Diethylaluminiumchlorid usw.). Viele dieser Stoffgruppen bilden bei Wechselwirkung mit Wasser brennbare Gase (Wasserstoff, Acetylen), die sich während der Reaktion entzünden können, und einige von ihnen (z. B. Organoaluminiumverbindungen) explodieren bei Kontakt mit Wasser. Selbstverständlich werden solche Stoffe vor dem Kontakt mit Industrie-, Luft- und Bodenwasser geschützt gelagert und verwendet.
d. Stoffe, die sich bei Kontakt miteinander entzünden, sind hauptsächlich Oxidationsmittel, die unter bestimmten Bedingungen brennbare Stoffe entzünden können. Die Wechselwirkungsreaktionen von Oxidationsmitteln mit brennbaren Stoffen werden durch das Mahlen von Stoffen, erhöhte Temperatur und das Vorhandensein von Prozessinitiatoren begünstigt. In manchen Fällen sind die Reaktionen explosiv. Oxidationsmittel dürfen nicht zusammen mit brennbaren Stoffen gelagert werden; jeglicher Kontakt zwischen ihnen darf nicht zugelassen werden, es sei denn, dies ist auf die Art des technologischen Prozesses zurückzuführen.

e. Stoffe, die sich bei Erhitzung, Stößen, Kompression usw. durch Entzündung oder Explosion zersetzen können. Dazu gehören Sprengstoffe, Nitrat, Peroxide, Hydroperoxide, Acetylen, Porophor ChKhZ-57 (Azodinitrilisobuttersäure) usw. Solche Stoffe schützen bei Lagerung und Verwendung vor gefährlichen Temperaturen und gefährlichen mechanischen Einflüssen.
Chemische Stoffe der oben genannten Gruppen dürfen nicht zusammen oder zusammen mit anderen brennbaren Stoffen und Materialien gelagert werden.

Eine Funkenentladung tritt auf, wenn die elektrische Feldstärke für ein bestimmtes Gas einen Durchschlagswert erreicht. Der Wert hängt vom Gasdruck ab; für Luft bei atmosphärischem Druck beträgt sie etwa . Wenn der Druck zunimmt, nimmt er zu. Nach dem experimentellen Gesetz von Paschen ist das Verhältnis von Durchschlagsfeldstärke zu Druck annähernd konstant:

Bei einer Funkenentladung bildet sich ein hell leuchtender, gewundener, verzweigter Kanal, durch den ein kurzzeitiger Impuls hoher Stromstärke fließt. Ein Beispiel wäre ein Blitz; seine Länge kann bis zu 10 km betragen, der Kanaldurchmesser beträgt bis zu 40 cm, die Stromstärke kann 100.000 Ampere oder mehr erreichen, die Impulsdauer beträgt etwa .

Jeder Blitz besteht aus mehreren (bis zu 50) Impulsen, die demselben Kanal folgen; ihre Gesamtdauer (zusammen mit den Intervallen zwischen den Impulsen) kann mehrere Sekunden erreichen. Die Temperatur des Gases im Funkenkanal kann bis zu 10.000 K betragen. Eine schnelle starke Erwärmung des Gases führt zu einem starken Druckanstieg und dem Auftreten von Stoß- und Schallwellen. Daher wird eine Funkenentladung von Geräuschphänomenen begleitet – von einem schwachen Knistern eines Funkens geringer Leistung bis hin zum Donnergrollen, das einen Blitz begleitet.

Dem Auftreten eines Funkens geht die Bildung eines stark ionisierten Kanals im Gas voraus, der Streamer genannt wird. Dieser Kanal wird dadurch erreicht, dass einzelne Elektronenlawinen, die entlang des Funkenpfads auftreten, blockiert werden. Der Auslöser jeder Lawine ist ein durch Photoionisation gebildetes Elektron. Das Streamer-Entwicklungsdiagramm ist in Abb. dargestellt. 87.1. Die Feldstärke soll so sein, dass ein Elektron, das aufgrund eines Prozesses aus der Kathode ausgestoßen wird, auf der mittleren freien Weglänge genügend Energie für die Ionisierung erhält.

Daher vermehren sich die Elektronen – es kommt zu einer Lawine (die dabei gebildeten positiven Ionen spielen aufgrund ihrer deutlich geringeren Beweglichkeit keine nennenswerte Rolle; sie bestimmen lediglich die Raumladung und verursachen eine mögliche Umverteilung). Kurzwellige Strahlung, die von einem Atom emittiert wird, dem bei der Ionisierung eines seiner inneren Elektronen entzogen wurde (diese Strahlung ist im Diagramm durch Wellenlinien dargestellt), führt zur Photoionisierung von Molekülen, und die dabei entstehenden Elektronen erzeugen immer mehr Lawinen. Nach der Überlappung der Lawinen entsteht ein gut leitender Kanal – ein Streamer, durch den ein starker Elektronenfluss von der Kathode zur Anode strömt – es kommt zum Durchbruch.

Wenn die Elektroden eine Form haben, bei der das Feld im Zwischenelektrodenraum annähernd gleichmäßig ist (es handelt sich beispielsweise um Kugeln mit ausreichend großem Durchmesser), dann erfolgt der Durchschlag bei einer ganz bestimmten Spannung, deren Wert vom Abstand zwischen den Elektroden abhängt Bälle. Dies ist die Grundlage des Funkenvoltmeters, mit dem Hochspannung gemessen wird. Bei Messungen wird die größte Entfernung ermittelt, bei der ein Funke entsteht. Anschließend mit multiplizieren, um den Wert der gemessenen Spannung zu erhalten.

Weist eine der Elektroden (oder beide) eine sehr große Krümmung auf (als Elektrode dient beispielsweise ein dünner Draht oder eine Spitze), so kommt es bei nicht zu hoher Spannung zu einer sogenannten Koronaentladung. Mit zunehmender Spannung verwandelt sich diese Entladung in einen Funken oder Lichtbogen.

Bei einer Koronaentladung findet die Ionisierung und Anregung von Molekülen nicht im gesamten Zwischenelektrodenraum statt, sondern nur in der Nähe der Elektrode mit einem kleinen Krümmungsradius, wo die Feldstärke Werte erreicht, die gleich oder größer sind. In diesem Teil der Entladung glüht das Gas. Das Leuchten hat das Aussehen einer Korona, die die Elektrode umgibt, weshalb dieser Entladungstyp seinen Namen hat. Die Koronaentladung an der Spitze sieht aus wie ein leuchtender Pinsel und wird daher manchmal auch als Pinselentladung bezeichnet. Je nach Vorzeichen der Koronaelektrode spricht man von positiver oder negativer Korona. Zwischen der Koronaschicht und der Nicht-Korona-Elektrode befindet sich ein äußerer Koronabereich. Der Durchbruchmodus existiert nur innerhalb der Koronaschicht. Daher können wir sagen, dass die Koronaentladung ein unvollständiger Zusammenbruch der Gaslücke ist.

Bei einer negativen Korona kommt es an der Kathode zu ähnlichen Phänomenen wie an der Kathode einer Glimmentladung. Durch das Feld beschleunigte positive Ionen schlagen Elektronen aus der Kathode heraus, die eine Ionisierung und Anregung von Molekülen in der Koronaschicht bewirken. Im äußeren Bereich der Korona reicht das Feld nicht aus, um Elektronen mit der Energie zu versorgen, die sie zur Ionisierung oder Anregung von Molekülen benötigen.

Daher driften Elektronen, die in diesen Bereich eindringen, unter dem Einfluss von Null zur Anode. Einige Elektronen werden von Molekülen eingefangen, was zur Bildung negativer Ionen führt. Somit wird der Strom im Außenbereich nur durch negative Ladungsträger – Elektronen und negative Ionen – bestimmt. In dieser Region ist die Entladung nicht selbsterhaltend.

In der positiven Korona entstehen Elektronenlawinen am äußeren Rand der Korona und rasen in Richtung der Koronaelektrode – der Anode. Das Auftreten von Elektronen, die Lawinen erzeugen, ist auf die Photoionisierung zurückzuführen, die durch die Strahlung der Koronaschicht verursacht wird. Die Stromträger im Außenbereich der Korona sind positive Ionen, die unter dem Einfluss des Feldes zur Kathode driften.

Wenn beide Elektroden eine große Krümmung aufweisen (zwei Koronaelektroden), treten in der Nähe jeder von ihnen Prozesse auf, die für eine Koronaelektrode eines bestimmten Vorzeichens charakteristisch sind. Beide Koronaschichten sind durch einen äußeren Bereich getrennt, in dem sich Gegenströme positiver und negativer Stromträger bewegen. Eine solche Korona wird bipolar genannt.

Die in § 82 erwähnte selbständige Gasentladung bei der Betrachtung von Zählern ist eine Koronaentladung.

Die Dicke der Koronaschicht und die Stärke des Entladungsstroms nehmen mit zunehmender Spannung zu. Bei niedriger Spannung ist die Größe der Korona klein und ihr Leuchten ist nicht wahrnehmbar. Eine solche mikroskopisch kleine Korona erscheint nahe der Spitze, von der der elektrische Wind ausströmt (siehe § 24).

Die Krone, die unter dem Einfluss atmosphärischer Elektrizität auf den Spitzen von Schiffsmasten, Bäumen usw. erscheint, wurde in der Antike Elmsfeuer genannt.

Bei Hochspannungsanwendungen, insbesondere bei Hochspannungsübertragungsleitungen, führt die Koronaentladung zu schädlichen Leckströmen. Daher müssen Maßnahmen ergriffen werden, um dies zu verhindern. Zu diesem Zweck werden beispielsweise die Drähte von Hochspannungsleitungen mit einem recht großen Durchmesser verwendet, wobei der Durchmesser umso größer ist, je höher die Netzspannung ist.

Die Koronaentladung hat in der Technik in Elektrofiltern nützliche Anwendung gefunden. Das zu reinigende Gas bewegt sich in einem Rohr, in dessen Achse sich eine negative Koronaelektrode befindet. Negative Ionen, die im äußeren Bereich der Korona in großen Mengen vorhanden sind, lagern sich auf gasverschmutzenden Partikeln oder Tröpfchen ab und werden mit diesen zur äußeren Nicht-Korona-Elektrode transportiert. An dieser Elektrode angelangt, werden die Partikel neutralisiert und an dieser abgeschieden. Anschließend fällt beim Auftreffen auf das Rohr das aus den eingeschlossenen Partikeln gebildete Sediment in den Auffangbehälter.