Розрахунок надлишкового тиску вибуху - студопедія
Надмірний тиск вибуху () для індивідуальних горючих речовин. що складаються з атомів С, Н, О, N, Cl, Br, I, F. визначається за формулою:
де - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші в замкнутому об'ємі, яке визначається за довідковими даними [1]; при їх відсутності приймається рівним 900 кПа;
- початкова (атмосферний) тиск, прийняте рівним 101 кПа;
- маса горючого газу або парів ЛЗР або горючих рідин, що вийшли при розрахунку в приміщення, кг;
- коефіцієнт участі пального у вибуху, що дорівнює 1 для водню; 0,5 для інших горючих газів; 0,3 для ЛЗР і горючих рідин; 0,5 для горючого пилу;
- вільний об'єм приміщення, м, що дорівнює 80% обсягу приміщення;
- щільність газу або пари при розрахунковій температурі, кг / м;
- стехіометрична концентрація пального,% об. обчислюється за формулою:
де - стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції згоряння (- число атомів C, H, O і галоідов в молекулі пального);
- коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння, що дорівнює 3.
Розрахунок надлишкового тиску вибуху для інших горючих речовин і для їх сумішей може бути виконаний за формулою:
де - теплота згоряння, кДж / кг;
- щільність повітря до вибуху при температурі ос,
- теплоємність повітря, приймається рівною 1,01 кДж / (кг · К);
Тос - початкова температура повітря (навколишнього середовища), К.
Якщо в приміщенні ведеться робота з використанням горючих газів. то проводиться розрахунок надлишкового тиску за формулами (4) або (6), причому маса (кг) надійшов в приміщення при розрахунковій аварії газу визначається за формулою:
де - обсяг газу, що вийшов з апарата, м 3;
- обсяг газу, що вийшов з трубопроводів, м 3.
де - тиск в апараті, кПа;
- обсяг апарату, м 3.
де - обсяг газу, що вийшов із трубопроводу до його відключення, м 3;
- обсяг газу, що вийшов із трубопроводу після його відключення, м 3.
де - витрата газу в трубопроводі, м 3 / с;
- час відключення трубопроводу.
де - тиск в трубопроводі, кПа;
- внутрішній діаметр трубопроводу, м;
- довжина трубопроводу від аварійного апарату до вентиля або засувки, м.
Час відключення трубопроводу приймається рівним 120 с, якщо є система автоматичного відключення, і рівним 300 с при ручному відключенні.
При проведенні робіт з ЛЗР і горючими рідинами надлишковий тиск вибуху в приміщенні також визначається за формулами (4) або (6). Маса (кг) парів рідини, що надійшли в приміщення при наявності декількох джерел випаровування (поверхня розлитої рідини, поверхня зі свеженанесенной складом при фарбуванні, промиванні або покритті, поверхня відкритих ємностей), визначається за формулою:
де - маса парів, які надійшли з поверхні розливу, кг;
- маса парів, які надійшли з відкритих поверхонь, кг;
- маса парів, які надійшли з поверхонь, на які нанесено застосовуваний склад, кг.
При цьому кожне з доданків у формулі (12) визначається за формулою:
де - інтенсивність випаровування, кг / (с. м 2);
- площа випаровування, м 2. визначається в залежності від маси рідини mn. вийшла в приміщення;
- час випаровування, с.
Інтенсивність випаровування [кг / (с. М 2)] визначається за довідковими або експериментальними даними. Для ЛЗР при кімнатній температурі розрахунок здійснюється за формулою:
де - коефіцієнт, який приймається за таблицею 4 в залежності від швидкості і температури повітряного потоку над поверхнею випаровування;
- тиск насиченої пари рідини при розрахунковій температурі, кПа, що визначається за рівнянням Антуана;
- молекулярна маса, г / моль.
Таблиця 4 - Значення коефіцієнтів для розрахунку інтенсивності випаровування ЛЗР.
Швидкість повітряного потоку в приміщенні, м / с
Значення коефіцієнта при температурі о С в приміщенні
Площа випаровування в разі протоки ЛЗР і горючих рідин визначається, виходячи з розрахунку, що 1 л сумішей і розчинів, що містять за масою 70% і менше розчинників, розливається по площі 0,5 м 2. а інших рідин - на 1 м 2 підлоги приміщення . Тривалість випаровування рідини приймається рівною часу повного випаровування, але не більше 3600 с.
Розрахунок надлишкового тиску DP під час вибуху горючих порошків і пилу здійснюється за формулою:
де Нт - теплота згоряння матеріалу, Дж / кг;
- щільність повітря до вибуху, кг / м 3. при початковій температурі Т;
Ср - тепло-ємність повітря, Дж / кг · К (можна приймати на рівні 1,01 · 10 Дж / кг · К);
Т0 - початкова температура повітря, К;
Z - коефіцієнт участі зваженої горючого пилу у вибуху, слід приймати рівним 1 для порошків металів і сплавів (в тому числі і порошків кремнію, що вживається в напівпровідниковому виробництві Кн слід приймати різним 3, якщо розраховується надмірне давши-ня в великому приміщенні (наприклад, будівлі майстерні або цеху, име-ющем велику
площа прорізів), і равним2, якщо розрахунок ведеться для відносно невеликого приміщення (камери вентиляційних установок, приміщення для установки фільтрів або ціклонові т.п.);
де mвз - розрахункова маса зваженої в об'ємі приміщення пилу при ава-рійное ситуації, яка визначається за формулою:
де mвз - розрахункова маса завихривши пилу, кг;
Kвз - частка отло-який жив в приміщенні пилу, який здатен перейти у відбутися у-яние в результаті аварійної ситуації під час відсутності експери-них відомостей, допускається приймати Kвз = 0,9);
mn - маса від-лягала в приміщенні пилу до моменту аварії, кг.
де mав - розрахункова маса пилу, що надійшла в приміщення в результаті аварійної ситуації, кг;
man - маса горючого пилу, що викидається в приміщення з апарата, кг;
q - продуктивність, з якою продовжується надходження пилевід-них речовин до аварійного апарата по трубопроводах до моменту іхотключенія, кг · с -1;
Т - час відключення, рівне 120 сек. при авто-тичних відключенні і 300 сек. при відключенні вручну;
Kп - коеф-фициент цвітіння, який представляє відношення маси зваженої в воз-дух пилу до всієї маси пилу, що надійшла з апарату в приміщення (за відсутності експериментальних даних про величину Kп - допускається приймати для пилу з дисперсністю не менше 350мкм Kп = 0,5; для пилу з дисперсністю менше 350 мкм Kп = 1,0);
mn - маса відклався в приміщенні пилу до моменту аварії.
де mi (i = 1,2) - маса пилу, що осідає на різних поверхнях у приміщенні за межуборочний період;
m1- маса пилу, що осідає на важкодоступних для прибирання поверхнях приміщення в період між генеральними, кг;
m2 - маса пилу, оседающейна доступних для прибирання поверхнях у приміщенні за період часу між поточними, кг;
М1 - маса пилу, що виділяється в об'єк-ем приміщення за період часу між генеральними, кг;
М2 - маса пилу, що виділяється в обсяг приміщення за період ча-мени між поточними, кг;
b1. b2 - частки до об'єму приміщення пилу, що осідає, відповідно, на важкодоступних і доступних для прибирання поверх-ності приміщення ((b1 + b2) = 1; допускається приймати b1 = 1. b2 = 0);
Кy - коефіцієнт ефективності прибирання пилу (приймається при сухій пилоприбирання рівним 0,6);
Кг - частка горючого пилу в загальній масі відкладень пилу;
# 945; - частка, що виділяється в обсяг приміщення пилу, яка видаляється вентиляційними системами; при їх відсутності приймається рівною 0.