V2T = 0,01π Р2 (r12 L1 + r22 L2 + … + rn2 Ln) (6)
где Р2 — максимальное давление в трубопроводе по техническому регламенту, кПа; r1, r2, … rn — внутренний радиус трубопроводов, м; L1, L2, … Ln — длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
Коэффициент участия горючего во взрыве z можно рассчитать по характеру распределения газов и паров в объеме помещения. Значения его приведены ниже.
Таблица 2
Вид горючего вещества | Значение величины z |
Водород | 1,0 |
Газы (кроме водорода) | 0,5 |
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше | 0,3 |
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, если возможно образование аэрозоля | 0,3 |
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, если образование аэрозоля невозможно |
Свободный объем помещения (м3 ) определяют как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80 % геометрического объема помещения.
|
|
Плотность газа или пара при расчетной температуре кг/ м,
ρг.п = , (7)
где М – молярная масса, кг/кмоль; V0 – молярный объем,
равный 22,413 м 3/кмоль; t p – расчетная температура, 0С.
В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом ее возможного повышения в аварийной ситуации.
Если такого значения расчетной температуры по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 0 С.
Стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, %,
Сcm = , (8)
где β – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.
Стехиометрические коэффициенты – это небольшие числа, которые показывают, в каком количестве реагируют и образуются вещества в результате реакции. Стехиометрические коэффициенты подбирают в соответствии с законом сохранения вещества: количество атомов до и после реакции должно быть одинаковым.
2С 2Н 5 ОН + 6О 2 4СО 2 + 6Н 2 О + Q.
2 моль 6 моль 4 моль 6 моль
Стехиометрический коэффициент можно также рассчитать по формуле
β = nc + – – , (9)
где n c, nH , n0 , nx – число атомов С, Н, О и галогенов в молекуле горючего.
4.2. Пример определения β
Необходимо определить стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения хлопковой пыли. Формула хлопка (С 6Н10О5) n
Уравнение реакции горения
С 6Н10О5 + 6О2 6СО2 + 5Н2 О + Q
где nc = 6; nH = 10; n0 = 5; nx = 0
|
|
β = 6 + (10–0)/4 – 5/2 = 6,
т.е. стехиометрический коэффициент β = 6, что равно числу молекул кислорода, участвующих в реакции горения.
Таблица 3
Справочный материал
Название горючего вещества | Формула горючего вещества | Формула горения вещества | Молярная масса М |
Метан | СН4 | СН4 + 2О2 СО2 + 2Н2О + Q | |
Этилен | С2Н4 | С2Н4 + 3О2 2СО2 + 2Н2О + Q | |
Ацетилен | С2Н2 | 2С2Н2 + 5О2 4СО2 + 2Н2О + Q | |
Ацетон | О ║ СН3-С-СН3 | С3Н6О + 4О2 3СО2 + 3Н2О + Q | |
Этанол | С2Н5ОН | 2С2Н6О + 6О2 4 4 СО2 + 6Н2О + Q |
Литература
1. О.Г. Мугин. Чрезвычайные ситуации. "Мир", М, 2003
2. Национальная безопасность РБ в области предупреждения и
3. ликвидации чрезвычайных ситуаций "Право и экономика", Мн, 2003
Таблица 4
Варианты заданий
№ вари- анта | Наименование цеха (здания) и его объемV, м3 | Наименование ГГ, ЛВЖ, ГЖ и его формула | Объем аппарата V, м 3 | Давление в аппарате Р1, кПа | Макси-мальное давление в трубо-проводе Р2, кПа | Расход газа (ЛВЖ) q, м3/с | Внутренний радиус трубо-проводов r, м | Длина трубопро- водов от аварийного аппарата до задвижки L, м |
Цех по производству аммиака, 20000 | Метан СН4 | 2,5 | 0,25 | |||||
Цех по производству полиэтилена высокого давления, 50 000 | Этен (этилен) С2Н4 | 3,5 | 0,3 | |||||
Цех сварки крупногабаритных конструкций, 100 000 | Ацетилен С2Н2 | 1,5 | 0,15 | |||||
Цех лакокрасочных покрытий, 10000 | Ацетон О ║ СН3-С-СН3 | 0,5 | 0,10 | |||||
Цех по производству искусственного каучука, 60 000 | Спирт С2Н5ОН | 0,35 | 0,05 | |||||
Цех по производству сажи, 30 000 | Метан СН4 | 0,4 | 0,05; 0,025 | 15; 10 | ||||
Цех по производству каучука,25000 | Этен (этилен) С2Н4 | 1,75 | 0,10; 0,5 | 20; 17 | ||||
Цех по производству ацетилена, 9000 | Ацетилен С2Н2 | 1,5 | 0,15; 0,025 | 10; 20 | ||||
Цех по производству нитрокрасок, 15 000 | Ацетон О ║ СН3-С-СН3 | 0,75 | 0,025 | |||||
Сварочный цех, 12 000 | Ацетилен С2Н2 | 0,3 | 0,015 | |||||
Цех по производству водки, 15 500 | Спирт С2Н5ОН | 0,2 | 0,025 | |||||
Цех по производству аммиака,75000 | Метан СН4 | 1,75 | 0,05 | |||||
Малярный цех, 6 000 | Ацетон О ║ СН3-С-СН3 | 0,28 | 0,05 | |||||
То же, 9 000 | То же | 0,28 | 0,05 | |||||
То же,10 000 | То же | 1,5 | 0,03 | |||||
То же, 8 000 | То же | 0,5 | 0,015 | |||||
Сварочный цех, 12 000 | Ацетилен С2Н2 | 1,5 | 0,77 | 0.03 | ||||
То же, 45 000 | То же | 0,8 | 0,025 | |||||
То же, 18 000 | То же | 0,7 | 0,015 | |||||
То же, 95 000 | То же | 4,4 | 0,3 | 0,025 | ||||
То же, 22 000 | То же | 0,95 | 0,03 | |||||
Цех по производству искусственно-го каучука, 150 000 | Спирт С2Н5ОН | 3,7 | 1,3 | 0,05; 0,03 | 30; 25 | |||
То же, 250000 | То же | 8,7 | 1,7 | 0,15; 0,03 | 40; 17 | |||
То же, 9 000 | То же | 0,25 | 0,075 | |||||
То же, 85 000 | То же | 0,4 | 0,055 | |||||
Цех по производству искусственно-го каучука, 150 000 | Спирт С2Н5ОН | 0,2 | 0,015 | |||||
Цех по произ-водству поли- этилена высо-кого давления, 150 000 | Этен (этилен) С2Н4 | 7,5 | 0,5 | 0,06 | ||||
То же, 120 000 | То же | 1,5 | 0,6 | 0,045 | ||||
То же, 250 000 | То же | 0,75 | 0,035 | |||||
То же, 95 000 | То же | 0,25 | 0,09 |
Примечание:Время срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов: для вариантов
1 –10–10 с; 11–20–20 с; 20–30–120 с.
Таблица 4
ОТЧЕТ
о выполнении расчетной работы по теме
"Определение категорий зданий и сооружений по взрыво- и пожароопасности"
студента ____________________ ___________ учебной группы. Вариант N___
Фамилия, инициалы
№ п/п | Определяемые параметры | Результат | Оценка |
Написать формулу реакции горения | |||
Молярная масса М, кг/кмоль | |||
Стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения β | |||
Стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, Сcm, % | |||
Плотность газа или пара ρг.п при расчетной температуре, кг/м | |||
Коэффициент участия горючего во взрыве z | |||
Объем газа V2т, вышедшего из трубопровода после его отключения, м 3 | |||
Объем газа V1т, вышедшего из трубопровода до его отключения, м 3 | |||
Объем газа V Т, вышедшего из трубопровода, м3 | |||
Объем аппарата V, м3 | |||
Vа – объем газа, вышедшего из аппарата, м3 | |||
Масса горючих газов (ГГ) т,кг | |||
Избыточное давление взрываΔP для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Br, I, F, кПа | |||
Выводы по объекту по взрыво- и пожароопасности |
|
|
|