Determinação dos Parâmetros de Explosividade de Misturas C--ar e/ou C--O2

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica na especialidade de Energia e Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.A determinação experimental da explosividade de suspensões de poeiras é realizada com carvão proveniente da Central Termoelétrica do Pego e efetuada numa câmara de explosão fechada, esférica e com 23,9 l, sendo a ignição da explosão gerada por ignidores pirotécnicos de 10 kJ. O pó de carvão é colocado num recipiente de 0,76 l, que é pressurizado a 18,89 bar e, após a abertura rápida de uma eletroválvula, forma-se a suspensão de pó no interior da câmara de explosão. De seguida é efetuada a ignição através de uma descarga elétrica sobre o ignidor pirotécnico. O trabalho experimental iniciou-se com a calibração do sistema de ensaio, ajustando as temporizações de abertura da eletroválvula e de disparo da fonte de ignição. Em simultâneo efetuou-se um estudo de avaliação dos parâmetros de explosividade em função do tempo entre a abertura da eletroválvula e a ignição. Com o sistema de ensaios calibrado realizaram-se ensaios em que se variou a concentração de pó em suspensão de 30 g/m3 até 1000 g/m3. O trabalho experimental terminou com a determinação da concentração limite de oxigénio para a qual deixa de ocorrer explosão, para uma concentração de pó de 500 g/m3. Obtiveram-se como valores máximos de pressão e velocidade máxima de aumento de pressão, 7,94 bar para uma concentração de 250 g/m3 e 79,96 bar/s para uma concentração de 600g/m3, respetivamente. A concentração mínima de carvão para ocorrer uma explosão foi de 35 g/m3. A concentração limite de oxigénio obtida, para uma concentração de 500 g/m3, foi de 13,2%.The experimental determination of the explosibility of dust clouds is performed with coal from the Thermoelectric Central of Pego and done in a closed and spherical explosion vessel with 23,9 l, being the explosion ignition generated by pyrotechnic igniters of 10 kJ. The coal dust is placed in a dust container with 0,76 l, which is pressurized at 18,89 bar and after the fast opening of an electric valve, the dust suspension is formed in the explosion vessel. After that, the ignition is done by an electrical discharge on a pyrotechnic igniter. The experimental work began with the calibration of the test apparatus, adjusting the opening time of the electric valve and the activation of the ignition source. At the same time were evaluated the explosion parameters in function of the time between the time of the electric valve opening and the ignition. With the calibration process completed, tests were done in which the dust concentration was varied in suspension from 30 g/m3 to 1000 g/m3. The experimental work ended with the determination of the limiting oxygen concentration, for which explosion no longer occurs, at a dust concentration of 500 g/m3. The obtained results of the maximum explosion pressure and the maximum rate of explosion pressure rise were 7,94 bar for a concentration of 250 g/m3 and 79,96 bar/s for a concentration of 600 g/m3, respectively. The minimum concentration of coal to occur an explosion was 35 g/m3. The limiting oxygen concentration, at a dust concentration of 500 g/m3 was 13,2%