Задача № 1.
Пример расчета теоретического расхода воды, требуемого для
прекращения горения газового фонтана и безопасного расстояния для
личного состава при тушении газового фонтана.
Определить теоретический расход воды g, требуемый для прекращения
горения газового фонтана и безопасное расстояние для личного составаLбпри тушении газового фонтана смеси составом метан СН4 80%, водород Н220%, дебит фонтана VГ= 1,6млн. м3/сут, коэффициент полноты сгорания β=0,9.
Таблица 1.
Состав газовой смеси | tпл, C | Qн,кДж/м3 | Дебит газ.фонтана млн. м3/сут. | tпот, С | β |
Метан80% | 1,6 | 0,9 | |||
Водород20% | 1,6 | 0,9 |
Для нахождения теоретического расхода воды g, требуемого для
прекращения горения, используем формулу:
g=
Qотв.вод.уд=4570 кДж/кг.
Q = (1-Ƞ л) Ƞл ×β ×Qн×V г,кДж/сек;
Ƞл = 0,048×
Т.к. горит смесь газов, то:
Мсмеси=0,8М(СН4)+0,2М(С2Н4);
М(СН4)= 12+1·4=16 кг/кмоль
М(Н2)=2·1=2кг/кмоль;
Мсмеси=0,8·16+0,2·2=13,2кг/кмоль;
Ƞл = 0,048× = 0,17
ȠT
За tпотгазов будем принимать 1000 С. Рассчитаем tплсмеси, используя данные табл. 1
|
|
tпл (СН4)=1654С; tпл (Н)=1799С
tпл (смеси)=0,8·1654+0,2·1799=1683 С
ȠT
Из табл. 1 выберем Qн (СН4)=35875 кДж/м3 и Qн (Н2)=10780кДж/м3
Рассчитаем низшую теплоту сгорания смеси:
Qн (смеси)=0,8·35875+0,2·10780=30856кДж/м3
Пересчитаем суточный дебит фонтана в секундный:
Vг м/с;
Рассчитаем отвQотв:
Qотв =(1-0,17) ·0,41·0,9·30856·18,5=172582 кДж/сек
Теоретический расход воды g, требуемый для прекращения горения газового фонтана будет равен:
g= = 37,8л/сек.
Для нахождения Lб(безопасное расстояние)используем формулу:
Lб 2
Найдем высоту фонтана:
Hф = 20· = 20· = 25,3м;
Определим расстояние от центра факела до точки измерения на земле:
Интенсивность тепловыделения рассчитаем по формуле:
qn= β Qn Vг =0,9·30856·18,5=513752,4 кДж/сек;
Тогда:
=66 м
Подставив найденные значения Нфи R в формулу определим безопасное
расстояние от факела пламени, на котором л/с может работать без специальных средств защиты:
Lб 2=64,8 м
Ответ: g=37,8л/с; Lб= 64,8 м