مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية (Jun 2021)
عزل الانفجار الغباري الأوّلي بين مطاحن الحبوب وصوامع تخزينها عبر الأنفاق
Abstract
تحدثُ الانفجارات الغبارية في الكثير من المنشآت الصناعية كمصانع السكر والحليب المجفّف ومناجم الفحم ومعامل الأدوية ومعامل الورق والمخابز ومطاحن الحبوب وصوامع تخزين الحبوب وغيرها الكثير الكثير. إنّ الانفجارات الغبارية في الواقع هي سلسلة متعاقبة من الانفجارات الأوّلية والثانوية؛ بحيث يحدث بدايةً الانفجار الغباري الأوّلي فيتبعه سلسلة متعاقبة من الانفجارات الغبارية الثانوية أشدّ خطراً وتدميراً، فلم يعد يخفى على ذي بصيرة خطر الانفجارات الغبارية وما تسبّبه من كوارث بشرية ومادية يصعب تخيّلها في كثير من الأحيان. إنّ سببَ حدوثها هو تفاعل أغبرة المادة المتناثرة في الهواء والقابلة للاشتعال كغبار القمح أو غبار الدقيق مع أكسجين الهواء بوجود مصدر اشتعال ضمن حيّزٍ مغلق. يهدف البحث إلى عزل الانفجار الغباري الأوّلي ومنع امتداده وانتشاره عبر الأنفاق بين مطاحن الحبوب وصوامع تخزين الحبوب ومنع وصوله للطرف الآخر، ومن ثمَّ تجنب حدوث سلسلة متعاقبة من الانفجارات الغبارية الثانوية؛ وذلك عن طريق حلول علمية وفنية حديثة مبتكرة بإنشاء حواجز بيتونية مسلّحة أو معدنية ضمن النفق تميل بزاوية (150 0) بسماكة (10 cm) وفتحة تنفيس الانفجار الغباري الأوّلي فوق النفق؛ وهي عبارة عن رقائق من الألمنيوم وشبك معدني بحيث تتمزق وتفتح عند أي زيادة طفيفة في الضغط داخل النفق تزيد عن الضغط الجوي؛ للسماح لموجتي الضغط واللهب بالخروج من خلال فتحة التنفيس للوسط المحيط ، وعدم وصول الانفجار الغباري الأوّلي إلى الطرف الآخر. جرى تصميم وتنفيذ نموذج يحاكي الواقع في مطاحن الحبوب وصوامع تخزينها؛ والنموذج عبارة عن صومعة ومطحنة ونفق بينهما ووشيعة اشتعال كهربائية كمصدر للشرارة وضاغط هواء لنثر الغبار بحركة مضطربة؛ وذلك من أجل إجراء التجارب العملية وبيان مدى فعالية الحواجز المائلة وفتحات التنفيس في عزل الانفجار الغباري الأوّلي ومنع انتشاره وتجنب حدوث سلسلة متعاقبة من الانفجارات الغبارية الثانوية؛ تمّ إجراء التجارب العملية على مرحلتين: أمّا الأولى فقد تمّ إجراؤها دون وجود حواجز مائلة وفتحات تنفيس لإظهار كيفية انتقال الانفجار الغباري الأوّلي من الصومعة إلى المطحنة عبر النفق وتحوّله إلى انفجار غباري ثانوي، وأمّا الثانية فقد تمّ إجراؤها مع وجود حاجز ضمن النفق يميل بزاوية (150 0) عن خط الأفق ووجود فتحة لتنفيس موجتي الضغط واللهب الناتجتين عن الانفجار الغباري الأوّلي ومنع وصوله من الصومعة إلى المطحنة ؛ وقد تمّ اعتماد الطريقة السويدية المتبعة عالمياً من أجل حساب مساحة فتحة التنفيس اللازمة والكافية لخروج موجة الضغط وفق العلاقة الرياضية ( ). وأخيراً أثبتت النتائج التجريبية أنّ الحواجز المائلة بزاوية (150 0) ضمن النفق مع وجود فتحة لتنفيس موجتي الضغط واللهب الناتجتين عن الانفجار الغباري الأوّلي عزلت الانفجار الغباري الأوّلي ومنعت وصوله من الصومعة إلى المطحنة، حيث تؤدي هذه الطريقة الفنية الحديثة والمبتكرة إلى تغيير مسار موجتي الضغط واللهب وخروجهما عبر فتحة التنفيس للوسط المحيط، ومنع حدوث سلسلة متعاقبة من الانفجارات الغبارية الثانوية، ومن ثمَّ الحفاظ على الأرواح البشرية والمنشآت الاقتصادية المهمّة كالمطاحن والصوامع؛ كما وتتمتع هذه الطريقة ببساطة وسهولة التصميم وذات تكلفة مادية منخفضة.
