Vytvorenie nebezpečnej koncentrácie

Vytvorenie nebezpečnej koncentrácie hrozí ak:

                                    k_b1 . LEL < c_skut  <  k_b2 .UEL

kde:

 k_b1  ,   k_b2   -  bezpečnostné koeficienty

LEL, UEL  -  dolná a horná medza výbušnosti v obj. % alebo v g.m^-3

c_skut              - skutočná koncentrácia  v obj. % alebo v g.m^-3

V uzavretom zariadení alebo nádrži sa skutočná koncentrácia pár horľavej kvapaliny rovná koncentrácii nasýtených pár.

                          c_skut  = c_s

kde:

c_s   - koncentrácia nasýtených pár horľavej kvapaliny v obj. %

1.6. Horľavé prachy, aerosóly kvapalín a hmly

Aerosóly kvapalín a hmly tvoria kvapôčky o veľkosti menšej ako 1 mm. V praxi sa často vyskytujú hmly a aerosóly, ktoré majú kvapôčky o veľkosti 0,001 mm a 0,1 mm. Výbušné vlastnosti aerosólov kvapalín a hmiel sap osudzujú obdobne ako vlastnosti aerosólov tuhých prachových častíc.

Prach tvoria častice pevných látok menšie ako 0,5 mm. Pri vlákninách môže byť dĺžka vlákna väčšia ako 0,5 mm. Niektoré atypické materiály sa môžu chovať ako prachy aj pri väčších rozmeroch, častíc, napr. perie.

Prach je teda pojem, ktorý zahŕňa rozdrvené pevné látky označované ako múčka, prášok, púder, úlomky vlákien atď. Prach môže byť výrobok (múka), polotovarom (lieky pred tabletovaním) alebo odpadom (brúsny prach).

Horľavý prach je schopný oxidačnej reakcie doprevádzanej vývinom tepelnej a svetelnej energie. Táto reakcia je sprevádzaná zásadnou zmenou pôvodnej hmoty. Horľavý prach môže napríklad vznikať z hmoty, ktorá obsahuje viac ako 10 hmot. % látky schopnej oxidácie.

Prach sa vyskytuje v dvoch stavoch: usadený prach (aerogel) a rozvírený prach (aerosol). Pritom môže prach ľahko prejsť z jedného stavu do druhého. Usadený prach je možné rozvíriť (napr. vibráciami, otrasmi, prúdom vzduchu) a naopak rozvírený prach sedimentáciou prechádza do usadeného stavu.

Podľa miesta výskytu môže byť prach vo vnútri výrobného zariadenia a v okolí výrobného zariadenia, t.j. vo vnútri výrobnej haly (prevádzky).

Prach v usadenom stave môže podľa druhu látky horieť plameňom (bavlna, plastické hmoty) žeraviť (drevené uhlie) alebo tlieť (kedy sa tepelným rozkladom vytvárajú pyrolýzne produkty v takom malom množstve, že sa nedosiahne koncentrácie potrebnej k plamennému horeniu) a horenie sa môže šíriť rôznou rýchlosťou.

Horľavý prach v rozvírenom stave je schopný prudkej oxidačnej reakcie, ktorá má charakter výbuchu a za určitých podmienok môže tento dej prejsť až do detonácie.

Nebezpečenstvo požiaru horľavých prachov hrozí tam, kde sa prach usadzuje v súvislej vrstve schopnej šíriť požiar. Za vrstvu schopnú šíriť požiar sa považuje už vrstva prachu 1 mm.

Musíme si uvedomiť, že každý požiar horľavého prachu môže veľmi ľahko prejsť do výbuchu a naopak. Výbuch prachu môže prejsť do horenia zbytku nezreagovaného prachu (pri výbuchu prachu v optimálnom prípade zhorí nanajvýš polovica rozvírenej hmoty prachu). Po výbuchu nemusí nasledovať požiar, pokiaľ sa výbuchom spotreboval vzdušný kyslík, resp. pokiaľ sa príslušne znížil obsah kyslíka v priestore.

Prostredie s nebezpečenstvom výbuchu horľavých prachov sa vytvára v priestore, kde sa môže vytvoriť nebezpečné množstvo výbušnej zmesi prachu so vzduchom, to znamená, že pri zapálení zmesi môže dôjsť priamym alebo nepriamym účinkom ku zraneniu osôb a k poškodeniu vecí. Aby sa mohla vytvoriť výbušná zmes horľavého prachu so vzduchom, musí byť kdispozícii dostatočné množstvo prachových častíc, t.j. skutočná koncentrácia prachu c_skut  musí byť väčšia ako  nebezpečná koncentrácia c_neb

                                        c_skut  ³    c_neb

Nebezpečná koncentrácia c_neb sa určuje na základe dolnej medze výbušnosti daného prachu LEL

                                       c_neb   = k_b . LEL

kde:

 k_b  - bezpečnostný koeficient, pre vnútorné priestory  je k_b  = 0,5

Pri prachoch si musíme uvedomiť, že oblak rozvíreného prachu nie je obyčajne homogénny a koncentrácia môže veľmi kolísať podľa zvírenia usadeného prachu a jeho rozptýlenie do atmosféry. Na rozdiel od plynov a pár môžu prachy rozvírením miestnej vrstvy  či kôpky prachu vytvárať miestne koncentrácie.

Dôležité je vedieť aké množstvo výbušnej zmesi môže vznikať pri daných pracovných podmienkach.

Čím je hustota pár a plynov väčšia, tým rýchlejšie klesajú dole a šíria sa do strán a pritom sa postupne miešajú so vzduchom (tečú i na veľké vzdialenosti).

Hustota zmesy pár kvapaliny so vzduchom je daná tlakom pár kvapaliny, ktoré závisia na teplote.

Plyny a pary kvapaliny, ktoré majú menšiu hustotu ako vzduch, stúpajú hore tým rýchlejšie, čím menšiu hustotu majú. Pritom sa postupne miešajú so vzduchom.

Difúzny koeficient určuje množstvo výbušnej zmesi v uzavretom priestore iba vtedy, ak v tomto priestore nie je prúdenie vzduchu. Pri prúdení vzduchu je ovplyvnený najmä konvekciou.