Воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией зависит от значения кратности тока короткого замыкания
, т.е. от значения отношения
к длительно допустимому току кабеля или провода. Если эта кратность больше 2,5, но меньше 18 для кабеля и 21 для провода, то происходит воспламенение поливинилхлоридной изоляции.


5.1.2.2. Электрические искры (капли металла)
Электрические искры (капли металла) образуются при коротком замыкании электропроводки, электросварке и при плавлении электродов электрических ламп накаливания общего назначения. Размер капель металла при этом достигает 3 мм (при потолочной сварке - 4 мм). При коротком замыкании и электросварке частицы вылетают во всех направлениях, и их скорость не превышает 10 и 4 м·с
соответственно. Температура капель зависит от вида металла и равна температуре плавления. Температура капель алюминия при коротком замыкании достигает 2500 °С, температура сварочных частиц и никелевых частиц ламп накаливания достигает 2100 °С. Размер капель при резке металла достигает 15-26 мм, скорость - 1 м·с
, температура 1500 °С. Температура дуги при сварке и резке достигает 4000 °С, поэтому дуга является источником зажигания всех горючих веществ.


Зона разлета частиц при коротком замыкании зависит от высоты расположения провода, начальной скорости полета частиц, угла вылета и носит вероятностный характер. При высоте расположения провода 10 м вероятность попадания частиц на расстояние 9 м составляет 0,06, 7 м - 0,45 и 5 м - 0,92, при высоте расположения 3 м вероятность попадания частиц на расстояние 8 м составляет 0,01, 6 м - 0,29 и 4 м - 0,96, а при высоте 1 м вероятность разлета частиц на 6 м - 0,06, 5 м - 0,24, 4 м - 0,66 и 3 м - 0,99.
Количество теплоты, которое капля металла способна отдать горючей среде при остывании до температуры ее самовоспламенения, рассчитывают следующим способом.
Среднюю скорость полета капли металла при свободном падении (
), м·с
, вычисляют по формуле



где
=9,81 м·с
- ускорение свободного падения;



Объем капли металла (
), м
, вычисляют по формуле



где
- диаметр капли, м.

Массу капли (
), кг, вычисляют по формуле


где
- плотность металла, кг·м
.


В зависимости от продолжительности полета капли возможны три ее состояния: жидкое, кристаллизации, твердое.
Время полета капли в расплавленном (жидком) состоянии (
), с, рассчитывают по формуле


где
- удельная теплоемкость расплава металла, Дж·кг
·К
;












Коэффициент теплоотдачи определяют в следующей последовательности:
а) вычисляют число Рейнольдса по формуле

где
- диаметр капли, м;




б) вычисляют критерий Нуссельта по формуле

в) вычисляют коэффициент теплоотдачи по формуле

где
- коэффициент теплопроводности воздуха, Вт · м
· К
.



Если
, то конечную температуру капли определяют по формуле

![]() | |
264 × 56 пикс.   Открыть в новом окне |
Время полета капли, в течение которого происходит ее кристаллизация, определяют по формуле

где
- удельная теплота кристаллизации металла, Дж · кг
.


Если
, то конечную температуру капли определяют по формуле


Если
, то конечную температуру капли в твердом состоянии определяют по формуле

![]() | |
356 × 51 пикс.   Открыть в новом окне |
где
- удельная теплоемкость металла, Дж·кг
·К
.



Количество тепла (
), Дж, отдаваемое каплей металла твердому или жидкому горючему материалу, на который она попала, вычисляют по формуле


где
- температура самовоспламенения горючего материала, К;


Если отсутствует возможность определения коэффициента
, то принимают
=1.


Более строгое определение конечной температуры капли может быть проведено при учете зависимости коэффициента теплоотдачи от температуры.