Wyładowania elektrostatyczne stanowią jedną z ważniejszych przyczyn pożarów i wybuchów w przemyśle. Ich energia może przekraczać nawet 1000 mJ, przez co są w stanie doprowadzić do zapłonu nie tylko gazów i par cieczy, ale także dużej części pyłów. Powyższy film pokazuje wyładowania elektrostatyczne, do jakich może dochodzić w czasie pracy przenośników taśmowych. Takie zjawisko w chwili, gdy napotka atmosferę wybuchową, może zadziałać podobnie jak iskrownik piezoelektryczny w zapalniczce.

Jak dochodzi do wyładowania elektrostatycznego?

Elektryzacja, czyli wzrost ładunków elektrycznych w wyniku tarcia, dotyku lub indukcji ma miejsce, gdy opór elektryczny ścieżki od naładowanego obiektu do ziemi uniemożliwia odprowadzanie nadmiaru ładunków. Gdy dwa przedmioty o różnych potencjałach elektrycznych znajdą się w pobliżu, wytwarza się między nimi pole elektryczne. W przypadku, gdy jego wartość przekracza wytrzymałość przebiciową atmosfery pomiędzy tymi ciałami, może dojść do przeskoku iskry.

Jak obliczyć potencjalną energię wyładowania elektrostatycznego?

Energię potencjalną wyładowania elektrostatycznego W [mJ] można obliczyć, znając pojemność przedmiotu, na którym gromadzą się ładunki C [pF] oraz potencjał przedmiotu wywołany gromadzeniem się ładunków V [kV]:

W = ½ CV²

Przykład 1 – człowiek

Na podstawie powyższego wzoru możemy obliczyć, iż człowiek o pojemności 200 pF w wyniku tzw. elektryzacji może naładować się elektrycznie do poziomu 30 kV [IchemE]. W rezultacie może prowadzić to do wyładowania elektrostatycznego o energii 90 mJ.

Przykład 2 – cysterna drogowa

Na podstawie powyższego wzoru możemy obliczyć, iż cysterna drogowa o pojemności 5000 pF w wyniku tzw. elektryzacji może naładować się elektrycznie do poziomu 30 kV [IchemE]. W rezultacie może prowadzić to do wyładowania elektrostatycznego o energii 2250 mJ.

Przykład 3 – wiadro

Na podstawie powyższego wzoru, możemy obliczyć, iż wiadro o pojemności 20 pF w wyniku tzw. elektryzacji może naładować się elektrycznie do poziomu 30 kV [IchemE]. W rezultacie może prowadzić to do wyładowania elektrostatycznego o energii 9 mJ.

Minimalna energia zapłonu pyłów

Poniżej prezentujemy kilka przykładowych wartości minimalnej energii zapłonu dla pyłów. W tym miejscu należy podkreślić, że wartość ta jest zależna od kilku czynników, jak choćby wilgotność materiału czy też średnica jego drobin. Z tego względu najlepszą praktyką pozwalającą określić MEZ dla konkretnego pyłu jest przeprowadzenie jego badań.

Minimalna energia zapłonu gazów / par cieczy