Часть 3. Определение параметров взрыва паровоздушной смеси в помещении

1. С₅Н₁₂O +7,5 (О₂ + 3,76N₂) = 5CO₂ +6H₂O + 7,5∙3,76N₂

Из уравнения материально баланса горения находим стехиометрическую концентрацию:

= n_Г∙100 = 1∙100 = 2,72 %.

n_Г + n_О2 + n_N2 1 + 7,5 + 7,5∙3,76

Переведем концентрацию из объемных процентов в проценты массовые:

= ∙ М = 2,72 ∙ 88 = 0,1 кг/м³

V_m∙100 24∙ 100

Рассчитаем молярную массу вещества:

М_(С5Н12О) = 12∙5 + 12+ 16 = 88∙10^-3 кг/моль;

V_m = (Т₀ + t)∙V₀∙p₀ = (273 + 20)∙22,4∙101,3∙10³ = 24 м³/кмоль;

p₀∙T₀ 101,3∙10³ ∙ 273

По рассчитанной концентрации вещества и известному объему помещения находим массу паров вещества в помещении:

m = ∙ V = 0,1кг/м³ ∙ 50м³ = 5 кг.

2. Примем, что теплота взрыва приблизительно равна низшей теплоте сгорания вещества, Q_ВЗР = Q_Н, а доля потенциальной энергии перешедшей в кинетическую энергию взрыва () при взрыве паровоздушной смеси в помещении равна 1, тогда, зная массу вещества, полученную в первой задаче, и энергию взрыва 1 кг тротила (Q_ТНТ), мы можем рассчитать тротиловый эквивалент взрыва (М_ТНТ) парогазовой смеси в помещении:

М_ТНТ = Q_ВЗР ∙ m ∙ = 2706,2 ∙ 5 ∙ 1 = 3,23 кг.

Q_ТНТ 4,19 ∙ 10³

3. Найдем размер безопасной зоны (R_без) по действию давления воздушной ударной волны, зная тротиловый эквивалент взрыва парогазовой смеси:

R_без = 15³√М_ТНТ = 15³√3,23= 22,17 м.

4. Определим количество диоксида углерода, необходимого для предотвращения взрыва в помещении, находим его минимальную флегматизирующую концентрацию:

С₅Н₁₂O +5 (О₂ + 3,76N₂) = 5CO +6H₂O + 5∙3,76N₂

= n_Ф∙100 = 16,79∙100 = 67,7 %.

n_Г + n_О2 + n_N2 + n_Ф 1 + 5 + 18,8 + 16,79

Переведем концентрацию из объемных процентов в проценты массовые, где М(СО) = 12 + 16= 28 кг/моль.

V_m = (Т₀ + t)∙V₀∙p₀ = (273 + 20)∙22,4∙101,3∙10³ = 24 м³/кмоль (из п.3.1)

p₀∙T₀ 101,3∙10³ ∙ 273

 

= ∙ М = 67,7 ∙ 28 = 0,79 %.

V_m∙100 24∙ 100

Рассчитаем массу дикосида углерода, необходимого для предотвращения взрыва в помещение:

m = _Г ∙ V = 0,79 ∙ 50 = 39,5 кг.

Таблица 3.1 – Параметры взрыва паровоздушной смеси 2-метил-2-бутанол в помещении объемом 78 м³

Расчетные параметры	Наиболее взрывоопасная конц-ия вещ-ва в паровоздушной смеси, СТЕХ, %(об.)	Кол-во вещ-ва, создающее наиболее взрывоопасную паровоздушную смесь в помещении, m, кг	Тротиловый эквивалент взрыва, МТНТ, кг	Безопасное рас-е по действию воздушной ударной волны, RБЕЗ, м	Кол-во необходимого СО для предотвращения взрыва, МСО, кг
Значения	2,72		3,23	22,17	39,5

 

 

Список литературы:

1. «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения», СПРАВОЧНИК Издание второе, переработанное и дополненное(2004). (Часть I), А. Я. Корольченко, Д. А Корольченко, стр. 434.

2. «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения», СПРАВОЧНИК, (1990). (Часть I), Баратов. А.Н. и др., стр. 274.

3. «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности», СПРАВОЧНИК, (1970), Рябов. И.В.