Расчет суммы энергий адиабатического расширения и сгорания парогазовой фазы, находящейся в газопроводе

E = A + G·q,

где А - работа адиабатического расширения парогазовой фазы (ПГФ), кДж; Gq - энергия сгорания ПГФ, находящейся в трубопроводе, кДж; G -масса ПГФ, кг; q - удельная теплота сгорания ПГФ, кДж/кг.

кДж:

Работа адиабатического расширения ПГФ определяется по формуле,

A

K-1

P-V

P ₀ p

V абс J

K-1

где К - показатель адиабаты, равный:

cV

где сР - изобарная теплоемкость, кДж/(кгград); c_V - изохорная теплоем­кость, кДж/(кгград); Р - регламентное давление в системе, МПа; V -

объем ПГФ в системе, м³; Р₀ - атмосферное давление в системе (0,1 МПа); Р_абc - абсолютное давление (Р + Р₀), МПа.

Для практических расчетов работы адиабатического расширения можно пользоваться выражением:

A = $- P-V,

где р - коэффициент, зависящий от показателя адиабаты и давления газа в системе (табл. 22).

Коэффициент, зависящий от показателя адиабаты и давления газа в системе

Таблица 22

Величина показателя адиабаты	0,07- 0,5 1,76 1,68 1,57 1,515	0,5- 1,0 2,14 1,84 1,85 1,74	Абсо 1,0- 5,0 3,25 2,56 2,56 2,35	лютно 5,0- 10,0 3,72 3,21 2,83 2,35	е давле 10,0- 20,0 4,18 3,52 3,07 2,74	ние в с 20,0- 30,0 4,42 3,68 3,18 2,805	истеме, 30,0- 40,0 4,58 3,79 3,26 2,87	МПа 40,0- 50,0 4,71 3,88 3,30 2,91	50,0- 75,0 4,91 4,02 3,40 2,97	75,0- 100,0 5,10 4,10 3,46 3,02
1,1
1,2
1,3
1,4

При значениях Р < 0,07 МПа и P·V < 0,02 МПа·м³ энергия адиаба­тического расширения ввиду малых ее значений в расчет не принимается. При отсутствии справочных данных по с_Р и c_V приближенное значение К можно принять:

.для одноатомных газов - 1,67;

.для двухатомных газов - 1,4;

.для трех- и четырехатомных газов - 1,29;

.с числом атомов 5 и более - 1,1 - 1,2.

Для определения энергии сгорания ПГФ, находящейся в трубопро­воде, необходимо определить ее массу и знать удельную теплоту сгорания. Массу ПГФ можно найти по формуле:

G = V₀-p₀= -P 0,

P ₀ ' T

где V ₀ -– объем, занимаемый ПГФ в блоке, объекте (аппарате) при нор­мальных условиях (t = 20 ºС; Р = 101,325 кПа), м³; _{Р 0} - плотность ПГФ при нормальных условиях, кг/м³; Р - абсолютное давление в блоке, объекте (аппарате), МПа; V - объем, занимаемый ПГФ в блоке, объекте (аппарате), м³; Т₀ - нормальная температура, 293 К; Р₀ - нормальное давление, 0,1 МПа; Т - абсолютная температура в блоке, объекте (аппарате), К.

Зная массу ПГФ и удельную теплоту сгорания парогазовой фазы, определяем энергию сгорания Gq.

По значению энергии адиабатического расширения и сгорания паро­газовой фазы определяются другие показатели, характеризующие уровень взрывоопасности, в том числе:

1. Приведенная масса горючих газов (паров) взрывоопасного паро­
газового облака (m, кг) к единой удельной энергии сгорания, равной
46000 кДж/кг:

m = 46000.

2. Относительный энергетический потенциал взрывоопасности (Q_в),
который определяется по формуле:

Q_в = 16,534' Е.

По значениям относительного энергетического потенциала Qв и при­веденной массе парогазовой фазы m осуществляется классификация (кате-горирование) технологических стадий (блоков) по взрывоопасности (табл. 23).

Таблица 23