Расчет избыточного давления взрыва при разгерметизации аппарата с легковоспламеняющейся жидкостью

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 16

Расчет массы пара легковоспламеняющейся жидкости при разгерметизации оборудования

(1.8)

m_П– масса жидкости, испарившейся с поверхности аппарата;

m_О– масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенной поверхности;

m_р– масса жидкости, испарившейся при разливе;

, (1.9)

где

W_и - скорость испарения ЛВЖ, кг/м³

(1.10)

М – молекулярная масса ЛВЖ;

Р_Н- давление насыщенных паров при расчетной температуре, кПа;

Давление насыщенных паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей Р_н при расчетной температуре воздушного потока t_p определяется по уравнению

(1.11)

гдеА, В, С - константы уравнения Антуана, принимаются по справочным данным (приложение А);

t_p - расчетная температура воздушного потока, °С;

χ - объемная доля горючей жидкости в смеси (для чистых горючих жидкостей χ = 1).

F_и - поверхность разлива, принимаемая

- 1 литр на 1 м², если ЛВЖ содержит более 70% растворителя;

- 1 литр на 0,5 м² во всех остальных случаях

t_и – время испарения (принимается по времени полного испарения, но не более 3600с);

h - коэффициент учета движения воздуха (таблица 1).

Таблица 1 - Коэффициент учета движения воздуха

Скорость воздуха, м/с

Значение h при температуре воздуха, С

1,0

0,1

3,0

3,6

2,4

1,8

1,6

0,2

4,6

3,8

3,5

2,4

2,3

10,0

8,7

7,7

5,6

4,6

Пример 2. В помещении площадью 60 м² и объемом 210 м³ находится ацетон в стеклянной таре в количестве до 3 л. Теплота сгорания ацетона 28300 кДж/кг, температура вспышки 18°С, плотность при 20°С 780,8 кг/м³. В случае повреждения тары возможен разлив всего ацетона на площади пола 3м³.

Решение:

1. Рассчитаем избыточное давление взрыва в помещении

V_п– свободный объем помещений, принимаемый равным 0,8 от геометрического объема, - 0,8·210 м³;

z=0,3 для ЛВЖ, нагретых до температуры вспышки и выше;

H_T – теплота сгорания ацетона, 28300 кДж/кг;

m - масса ацетона, вышедшего в помещение при аварии, кг.

2. Учитывая высокую скорость испарения ацетона, можно считать, что весь разлившийся ацетон перейдет в парообразное состояние, т.е. масса жидкости, испарившейся при разливе, определится как

Тогда расчетное избыточное давление взрыва в помещении составит

Поскольку избыточное давление взрыва составляет более 5 кПа, помещение следует отнести к взрывоопасной категории А.

Расчет избыточного давления взрыва при наличии взвешенной в воздухе горючей пыли

Расчет массы взвешенной в воздухе горючей пыли

(1.12)

где

m_ВЗ– расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

m_АВ– расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.

Расчетную массу взвихрившейся пыли m_В3 определяют по формуле:

(1.13)

Где

К_В3 - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине К_В3=0,9;

m_П – масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.

Расчетную массу m_Потложившейся в помещении пыли к моменту аварииопределяют по формуле:

(1.14)

К_Г – доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

К_У – коэффициент эффективности пылеуборки.

Таблица 2 – Коэффициент эффективности пылеуборки

Тип уборки	К_У
Ручная сухая	0,6
Ручная влажная	0,7
Механизированная вакуумная для ровного пола	0,9
Механизированная вакуумная для пола с выбоинами до 5%	0,7

m₁ – масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;

m₂ – масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг.

Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и пр.)

Масса пыли m_i, оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле

(1.15)

где

- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;

M₁_j – масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

- масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;

M₂_j – масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

α – доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных данных о величине α принимать равным 1.

β₁, β₂ – доля пыли в труднодоступных и в доступных для уборки местах соответственно (β₁ + β₂ = 1). При отсутствии экспериментальных данных о величине α принимать β₁ =1, β₂ = 0.

Расчетную массу пыли m_АВ, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, определяют по формуле

(1.16)

Где

m_АП – масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг;

q – скорость, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг×с^-1;

Т – время отключения трубопровода, с;

К_П – коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли к массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных данных о величине K_П допускается принимать:

К_П= 0,5 – для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;

К_П=1,0 – для пылей с дисперсностью менее 350 мкм;

Пример 3. Определить категорию взрывопожарной или пожарной опасности помещения участка дробления резиновой крошки завода по переработке изношенных автомобильных шин. Площадь помещения S=2000 м², высота h=9 м, объем Y=18000 м³. Максимальное количество горючих материалов в помещении 24000 кг. Транспортировка крошки осуществляется конвейерами и шнеками закрытого типа. В местах пылевыделения устроены местные отсосы, удаляющие основное количество выделившейся пыли. Максимальное количество осевшей пыли на труднодоступных для уборки поверхностях составляет 12 кг, а на доступных - 8 кг. Крошка подается по транспортной линии в количестве 1000 кг/час. Крошка содержит до 12% взрывоопасной пыли. Теплота сгорания резиновой крошки Н_Т=27000 кДж.

Решение:

1. Расчетное избыточное давление взрыва в помещении

V_п– свободный объем помещений, принимаемый равным 0,8 от геометрического объема, - 0,8*18000 м³;

z=0,5 для газов и пылей;

H_T – теплота сгорания крошки с пылью, 27000 кДж/кг;

m - масса взвешенной в воздухе горючей пыли.

2. Определим массу пыли

2.1 Масса взвихрившейся пыли m_ВЗ

где

К_В3=0,9

2.2 Масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации

К_П=1,0 - коэффициент пыления

m_АП – масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, m_АП =0 кг;

q – скорость, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аппарат по трубопроводам до момента их отключения. Учитывая, что крошка содержит 12% пыли, m_АП=0,12*1000 кг×час^-1=0,12*1000/3600 кг×с^-1;

Т – время отключения трубопровода, время аварийного поступления пыли в случае ручного отключения 5 минут, т.е. 5 мин*60 с=300 с;

Таким образом, масса пыли

Следовательно, расчетное избыточное давление взрыва в помещении

Поскольку расчетное избыточное давление взрыва в помещении составляет 2,63 кПа, что меньше 5 кПа, помещение относится не к категориям А или Б, а к категории В1-В4, что можно уточнить путем сравнения расчетной удельной пожарной нагрузки g на участке с величиной нормативной удельной пожарной нагрузки.

[1]0,001 г/час = 1мг/час

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 681; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 11 12 13 14 1516

Мы поможем в написании ваших работ!