Входя через социальные сети, Вы принимаете Пользовательское соглашение

Войти с помощью:

 
Условия передачи данных
×

Настоящим я, даю свое согласие на обработку (включая поручение обработки моих персональных данных третьим лицам) своих персональных данных, согласно Соглашения об обработке персональных данных и в соответствии с требованиями ФЗ «О персональных данных» (под обработкой персональных данных в соответствии со ст. 3 ФЗ «О персональных данных» понимаются действия (операции) с персональными данными физических лиц, включая сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, распространение (в том числе передачу), обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение, в целях определения необходимого мне коммерческого предложения, информирования меня о нём.

Реклама В закладки

Задачник: Пожарная и промышленная безопасность (часть 1). Удилов Т.В. – Иркутск: ФГКОУ ВО ВСИ МВД России, 2016

Внимание ! К сожалению не удалось загрузить документ для просмотра
Попробуйте обновить страницу или (нажмите F5)
Возможно формат файла не поддерживается.
Материал доступен по кнопке скачать!

Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования «Восточно-Сибирский институт Министерства внутренних дел Российской Федерации» ПОЖАРНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Задачник Часть 1 Иркутск Восточно-Сибирский институт МВД России 2016 УДК 614.84 ББК 38.96 Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГКОУ ВО «Восточно-Сибирский институт МВД России» Рецензенты: С

Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования

«Восточно-Сибирский институт Министерства внутренних дел Российской Федерации»

ПОЖАРНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Задачник Часть 1

Иркутск

Восточно-Сибирский институт МВД России 2016

УДК 614.84

ББК 38.96

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГКОУ ВО «Восточно-Сибирский институт МВД России»

Рецензенты:

С.М. Колотушкин, профессор кафедры технико-криминалистического обеспечения экспертных исследований Московского университета МВД им. В.Я. Кикотя, доктор юридических наук, профессор

А.Г. Уланов, заместитель начальника отдела экспертизы материалов, веществ и изделий ЭКЦ ГУВД по Иркутской области

Пожарная и промышленная безопасность: задачник. В 2 ч. – ч. 1 / авт.-сост. Т.В. Удилов. – Иркутск: ФГКОУ ВО ВСИ МВД России, 2016. – 28 с.

Задачник разработан в соответствии с рабочей программой дисциплины «Пожарная и промышленная безопасность» по специальности 031003.65 Судебная экспертиза (специализация – инженерно-технические экспертизы). В работе представлены основные теоретические положения учебного материала, а также контрольные задания

Издано в авторской редакции

УДК 614.84

ББК 38.96

© Удилов Т.В., 2016

© ФГКОУ ВО «Восточно-Сибирский институт МВД России», 2016

Оглавление

Введение 4

Количественная оценка пожаровзрывоопасности среды в аппаратах

с горючими жидкостями 5

Количественная оценка пожаровзрывоопасности среды в аппаратах

с горючими газами 7

Количественная оценка пожаровзрывоопасности среды в аппаратах

с горючими пылями 8

Количественная оценка размеров зон взрывоопасных концентраций при испарении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в

неподвижную среду 9

Количественная оценка размеров зон взрывоопасных концентраций при испарении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в

подвижную среду 9

Оценка количества выходящих горючих паров и размеров зон взрывоопасных концентраций при «большом» и «малом» дыханиях 10

Методики определения количества горючих веществ и площади растекания горючих жидкостей 12

Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров ЛВЖ

и ГЖ 14

Задачи 17

Список рекомендуемой литературы 24

ВВЕДЕНИЕ

Целью дисциплины «Пожарная и промышленная безопасность» является изучение принципов и способов обеспечения промышленной и пожарной безопасности на объектах промышленности, строительства и на транспорте, а также причин возникновения, закономерностей проявления и развития природных и техногенных аварий и катастроф.

Основными задачами дисциплины «Пожарная и промышленная безопасность» являются:

изучение и освоение методик оценки пожаровзрывоопасности технологических процессов, зданий, сооружений и электрооборудования;

изучение пожаровзрывоопасности среды внутри и снаружи технологического оборудования;

изучение причин и закономерностей появления потенциальных источников зажигания при протекании технологических процессов;

изучение способов и средств обеспечения пожаро- взрывобезопасности технологических процессов, зданий, сооружений и электрооборудования.

Дисциплина «Пожарная и промышленная безопасность» является дисциплиной базовой части С.3.1. профессионального цикла.

Для изучения дисциплины «Пожарная и промышленная безопасность» необходимы знания, умения и компетенции обучающегося, полученные при изучении «Органическая химия» (ОК-15, ПК-3, ПК-20),

«Методысудебно-экспертныхисследований»(ОК-15,ПК-3),

«Термодинамика и теплопередача» (ОК-9, ПК-2, ПК-3, ПК-20), «Теория судебных инженерно-технических экспертиз» (ПК-1, ПСК-2.1).

В издании представлены учебные задачи, способствующие усвоению и закреплению пройденного материала по дисциплине «Пожарная и промышленная безопасность», а также даны методики количественной оценки пожарной опасности технологических аппаратов.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ СРЕДЫ В АППАРАТАХ С ГОРЮЧИМИ ЖИДКОСТЯМИ

н

Возможность образования взрывоопасных концентраций оценивают по условию пожаровзрывобезопасности, которое имеет следующий вид:



г ,без

 0,9

 0,7R,

R  0,3

(1)

г ,безв

 1,1  0,7R,

R  0,6

(2)

где: н – нижний концентрационный предел распространения пламени, %; в – верхний концентрационный предел распространения пламени, %; R – воспроизводимость метода определения показателя пожарной опасности.

Исходя из условия пожаровзрывобезопасности, можно определить безопасные концентрации горючего (соответственно для нижнего и верхнего концентрационных пределов распространения пламени):

н

нг ,без  0,9  0,7R;(3)

в

вг ,без  1,1  0,7R.

(4)

Если рабочая температура в технологическом аппарате не равна 25оС, то значения нижнего и верхнего концентрационных пределов распространения пламени следует пересчитывать по следующим зависимостям:





н,t

н, 2981

Tр  298 

;

(5)

1250





в ,t



в, 2981

Tр  298 

.

(6)

800

где: н,298 – величина нижнего концентрационного предела распространения пламени, определяемая по справочным данным, %;

в,298 – величина верхнего концентрационного предела распространения пламени, определяемая по справочным данным, %; Tр – рабочая температура, К.

После определения безопасных концентраций горючего, они сравниваются с рабочей концентрацией горючего в технологическом оборудовании.

В случае однокомпонентной жидкости при длительном хранении горючей жидкости в паровоздушном объёме рабочая концентрация (р) равна концентрации насыщенного пара (s).

Рабочую концентрацию паров определяют по формуле:

  Ps

100,

(7)

P

р

p

где: Ps – давление насыщенных паров, кПа; Pp – рабочее давление в аппарате, кПа.

Давление насыщенных паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей определяют по уравнению Антуана:

A B

Ps  10

Ct ,

(8)

где: А, В, С – константы Антуана; t – расчетная температура, оС.

Для оценки пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов с нефтепродуктамидавлениенасыщенныхпароврассчитываютпо

p

уравнению В.П. Сучкова:

Ps 

exp6,908  0,0443t

 0,924t



всп 2,055

,



(9)

1047  7,48tвспгде: tвсп – температура вспышки нефтепродукта, оС; tp – расчетная температура нефтепродукта, оС.

Длямногокомпонентныхгорючихжидкостейрабочую концентрацию определяют по уравнению:

n

*

 Ps ,i

P

p

  i1100,

p

(10)

где: P*s,i – парциальное давление насыщенных паров i-го компонента, кПа; Pp – рабочее давление в аппарате, кПа.

Парциальноедавлениенасыщенныхпаровi-гокомпонента определяют по закону Рауля:

*

Ps,i  Ps,i  xi ,

(11)

где: Ps,i – давление насыщенных паров над поверхностью i-го компонента, (определяют по уравнению Антуана) кПа; xi – мольная доля i- го компонента.

Мольную долю i-го компонента определяют по формуле:

mi

xi 



Mi,

n m

(12)

 i i1 Mi

где: mi – масса i-го компонента в растворе, кг; Mi – молярная масса i- го компонента.

Для смесей горючих веществ также следует рассчитывать значения нижнего и верхнего концентрационных пределов распространения пламени по формуле:

n

k

 k 1,



(13)

н ( в )n

 k k 1 н ( в )к

где: k – концентрация k-го компонента, %; н(в)k – величина нижнего (верхнего) концентрационного предела распространения пламени, %.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ СРЕДЫ В АППАРАТАХ С ГОРЮЧИМИ ГАЗАМИ

н

Условие пожаровзрывобезопасности аппаратов с горючими газами аналогично условию пожаровзрывобезопасности аппаратов с горючими жидкостями:



г ,без

 0,9

 0,7R,

R  0,3

(14)

г ,безв

 1,1  0,7R,

R  0,6

(15)

где: н – нижний концентрационный предел распространения пламени, %; в – верхний концентрационный предел распространения пламени, %; R – воспроизводимость метода определения показателя пожарной опасности.

Рабочую концентрацию горючего газа в смеси с окислителем можно определить, исходя из материального баланса аппарата, по формулам:







p

Vг  Vок100,

(16)

где: Vг – количество горючего газа в аппарате, м3; Vок – количество окислителя в аппарате, м3,







p

Gг  Gок100,

(17)

где:Gг – расходгорючегогаза,м3с-1;Gок – расходокислителя в аппарате, м3с-1.

Для практических расчетов возникает необходимость определение массовой концентрации горючих паров или газов, которую можно определять по формуле:

*    M ,

Vt

(18)

где: – объемнаяконцентрация,об.доля;M – молярнаямасса, кг·кмоль-1; Vt=22,413 м3 кмоль-1 – мольный объем паров или газов.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ СРЕДЫ В АППАРАТАХ С ГОРЮЧИМИ ПЫЛЯМИ

Горючая пыль может находиться в двух состояниях:

аэровзвесь (во взвешенном состоянии в объёме воздуха);

аэрогель.

Критерием перехода пыли во взвешенное состояние является скорость витания. Скорость витания – минимальная скорость воздушного потока, воздействующего на частичку пыли, при которой эта частичка пыли не будет оседать.

Силу тяжести определяют по формуле:

  d 3

T

T

G    g , 6

(19)

где:ρT – плотностьтвердоговещества,кгм-3;g – ускорение

свободного падения; d – диаметр частички пыли, м.

Величину подъёмной силы определяют по формуле:

  d 3

Gп  г  g , 6

(20)

где: ρг – плотность газа (воздуха), кг·м-3. Гидравлическое сопротивление:



2

г

R    F  ,

2

(21)

где:  – коэффициент гидравлического сопротивления;  – скорость воздушного потока, м·с-1; F – площадь сечения частички пыли по диаметру, м2.

Площадь сечения:

исходя из условия:

  d 2

F ,

4

(22)

GT  Gп  R,

(23)

получаем формулу для определения скорости витания:



4   d  g

3    

г

 .(24)

н

Условиепожаровзрывобезопасностидляаппаратовсгорючими пылями имеет следующий вид:



г ,без

 0,9

 0,7R,

R  59

(25)

где:н – нижнийконцентрационныйпределраспространения пламени, %.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА РАЗМЕРОВ ЗОН ВЗРЫВООПАСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ ИСПАРЕНИИ

ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ И ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ В НЕПОДВИЖНУЮ СРЕДУ

D 

31  

s



Количество испарившихся паров:

s

m  2 

 F  ,

(26)

где: m – количество испарившихся паров, кг; s – концентрация насыщенных паров при рабочей температуре, об.доля; F – площадь испарения, м2; ρ – плотность паров жидкости, кг·м-3; D – коэффициент диффузии, м2·с-1; τ – время испарения, с.

Плотность пара можно определять по следующей зависимости:

  12,15 M ,

T

(27)

где:ρ – плотностьпара,кг·м-3;M – молярнаямасса,кг·кмоль-1;

T – температура, К.

Dt

1   

s

Интенсивностьиспарениясоткрытойповерхностижидкостив неподвижную среду определяют по формуле:

Wин

 1,155     F,

(28)

s

t

где: ρt – плотность паров испаряющейся жидкости при рабочей температуре, кг·м-3; F – поверхность испарения, м2; Dt – коэффициент диффузии паров при температуре паровоздушной смеси, м2·с-1;

τ – продолжительность испарения, с.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА РАЗМЕРОВ ЗОН ВЗРЫВООПАСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ ИСПАРЕНИИ

ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ И ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ В ПОДВИЖНУЮ СРЕДУ

Массу испарившихся паров можно также определить по известной формуле:

m  W  F  ,(29)

где:m – массаиспарившихсяпаров,кг;W – интенсивность испарения, кгс-1м-2; F – площадь испарения, м2; τ – время испарения, с.

Всвоюочередь,интенсивностьиспаренияопределяютпо зависимости:

Wип 106  

M  Ps ,

(30)

где: W – интенсивность испарения, кгс-1м-2; η – коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, определяется по табл. 1. (при отсутствии воздушного потока коэффициент равен 1); M – молярная масса, кг·кмоль-1; Ps – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа.

Значения коэффициента 

Таблица 1

Скорость воздушного потока в помещении, мс-1 Значение коэффициента  при температуре t, С, воздуха в помещении

10 15 20 30 35

0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

0,1 3,0 2,6 2,4 1,8 1,6

0,2 4,6 3,8 3,5 2,4 2,3

0,5 6,6 5,7 5,4 3,6 3,2

1,0 10,0 8,7 7,7 5,6 4,6

ОЦЕНКА КОЛИЧЕСТВА ВЫХОДЯЩИХ ГОРЮЧИХ ПАРОВ И РАЗМЕРОВ ЗОН ВЗРЫВООПАСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ

«БОЛЬШОМ» И «МАЛОМ» ДЫХАНИЯХ

Расчет потерь при «большом» дыхании

При «большом» дыхании: P1=P2; T1=T2; 1=2; V1≠V2.

Количество выходящих паров при «большом дыхании» определяют по формуле:

P

б

G  Vp 

Tp

M,

s 8314,31

(31)

где:Gб – массагорючихпаров,вышедшихиземкости,кг;

∆V – изменениеобъема,м3;Pp – рабочеедавление,Па;Tp – рабочая

температура,К;s – концентрациянасыщенныхпаровприрабочей температуре, об. доли; M – молярная масса горючей жидкости, кг·кмоль-1.

Объем взрывоопасной зоны определяют по уравнению:

VвзGб,

 н*

(32)

г ,без

г,безгде: н* – массовая безопасная концентрация паров, кг·м3.

Безопаснуюконцентрациюгорючихпаровопределяемпо уравнению:



н*

г ,без

н M



г ,без,

V

(33)

где:

н

г,безt

– безопаснаяконцентрацияпаров,об.доля;

Vt=22,413 м3·кмоль-1 – мольный объем.

н

Безопаснуюконцентрациюгорючихпаровопределяемпо уравнению:

 н

г ,без

 0,9

 0,7R,

(34)

где: н – нижний концентрационный предел распространения пламени, %; R=0,3 % – воспроизводимость метода определения показателя пожарной опасности.

Расчет потерь при «малом» дыхании

При «малом» дыхании: P1=P2; T1≠T2; 1≠2; V1=V2.

При “малом” дыхании количество выходящих паров определяют по следующей формуле:

     

2

Gм  Vсв1

Pp 

1  1

M

 ср,

(35)

T1

T21  ср8314,31

где: Gм – масса горючих паров, вышедших из емкости, кг; Vсв – величина свободного объема, м3; Pp – рабочее давление, Па; T1 – начальная температура, К; T2 – конечная температура, К;

1 – начальная концентрация насыщенных паров, об. доля; 1 – конечная концентрация насыщенных паров, об. доля; ср – средняя концентрация насыщенных паров, об. доля; M – молярная масса, кг·кмоль-1.

Всвоюочередьсреднююконцентрациюнасыщенныхпаров определяют:



 1  2 ,

ср2

(36)

Объем взрывоопасной зоны определяют по уравнению:

VвзGб





,

н г ,без

(37)

где: нг,без* – массовая безопасная концентрация паров, кг·м3.

МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ И ПЛОЩАДИ РАСТЕКАНИЯ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ

Количество горючих веществ, вышедших из технологического оборудования при полном повреждении

Количествогорючихвеществ,вышедшихизтехнологического оборудования при полном повреждении определяют по формуле:

Gп  Gап Gтр G тр ,

(38)

где: Gп – количество веществ, вышедших из технологического оборудования при полном разрушении, кг; Gап – количество веществ, вышедших из разрушенного аппарата, кг; Gтр – количество веществ, вышедших из трубопроводов до их отключения, кг; Gтр – количество веществ, вышедших из трубопроводов после их отключения, кг.

Количество веществ, выходящих из разрушенного аппарата (кг) определяют по формуле:

Gап

  V

 ,

(39)

ап

где: ε – степень заполнения аппарата, об. доля; Vап – объем аппарата, м3; ρ – плотность вещества, кг м-3.

Количествовеществ,выходящихизтрубопроводовдоих отключения определяют по формуле:

G

тр q    ,(40)

где: q – интенсивность поступления веществ по трубопроводам, м3·с-1; ρ – плотность вещества, кг·м-3; τ – время поступления веществ по трубопроводам до их отключения, с.

Количество веществ, выходящих из трубопроводов после их отключения определяют по формуле:

GтрV,

(41)

тргде: Vтр – объем трубопроводов, м3; ρ – плотность вещества, кг м-3.

Количество горючих веществ, вышедших из технологического оборудования при локальном повреждении

Количествогорючихвеществ,вышедшихизтехнологического оборудования при локальном повреждении определяют по формуле:

Gлок   w  f    ,

(42)

где: Gлок – количество веществ, вышедших из технологического оборудования при локальном разрушении, кг; μ – коэффициент расхода (допускается принимать равным 0,7); f – площадь отверстия, через которое происходит истечение, м2; w – скорость истечения вещества, м·с-1; ρ – плотность вещества, кг·м-3; τ – время до ликвидации аварии, с.

Скорость истечения для горючих жидкостей определяют по формуле:

2g  Hпрw ,(43)

где:g – ускорениесвободногопадения,g=9,81 м·с-2;

Hпр – приведенный напор жидкости, м.

При истечении самотеком Hпр=H (H – высота столба жидкости, м). При работе аппарата под давлением:

P

Hпр 

p,иt

  g

H ,

(44)

где: Pp,и – избыточное рабочее давление среды в аппарате, Па; ρt – плотность жидкости при рабочей температуре, кг·м-3; H – высота столба жидкости, м.

Скорость истечения для горючих газов зависит от режима истечения.

Режим истечения определяют исходя из соотношения:

К

Pкр P

2 К 1





 К 1

,(45)

где:Pкр – критическоедавление,Па;K – показательадиабаты;

P – рабочее давление в технологическом аппарате, Па.

Если P0>Pкр, то истечение будет происходить с докритическом скоростью, определяемой по формуле:



wдокр 



2  К

К 1

P  1 













о

P

К 1 

К



P







,(46)

где: wдокр – скорость истечения в докритическом режиме, м·с-1; K – показатель адиабаты; υ – удельный объем, м3·кг-1; P – рабочее давление в технологическом аппарате, Па; Po – атмосферное давление, Па.

2  K P  ,

K 1

Если P0<Pкр, то истечение будет происходить с критическом скоростью, определяемой по формуле:

wкр 

(47)

где: wкр – скорость истечения в критическом режиме, м·с-1; K – показатель адиабаты;  – удельный объем, м3·кг-1; P – рабочее давление в технологическом аппарате, Па.

РАСЧЕТ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВА ДЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, ПАРОВ ЛВЖ И ГЖ

Избыточное давление взрыва Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, С1, Вr, I, F, определяется по формуле:

maxP  P P 

m  Z Vсв  гп 100  1 ,

СстKн

(48)

0

где:Рmax – максимальноедавлениевзрывастехиометрической

газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать Рmax равным 900 кПа; Р0 – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); т – масса паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг; Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно табл. 2; Vсв – свободный объем помещения, м3 (допускается принимать равным 80% от геометрического объема помещения); г.п – плотность газа или пара при расчетной температуре,

кг·м-3; Сст – стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ, % (об.);

Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн=3.

Таблица 2

Значения Z

Вид горючего вещества Значение Z

Водород 1,0

Горючие газы (кроме водорода) 0,5

Легковоспламеняющиесяигорючиежидкости, нагретые до температуры вспышки и выше 0,3

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля 0,3

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля 0

Плотность газа или пара при расчетной температуре tp, вычисляют по формуле:

M,

0

p

г ,пV 1 0,00367  t 

(49)

где:М – молярная масса, кгкмоль-1; V0 – мольный объем, равный 22,413 м3кмоль-1; tp – расчетная температура, С.

СтехиометрическуюконцентрациюГГилипаровЛВЖиГЖ вычисляют по уравнению:

Cст 100, 1  4,84



(50)

где:β – стехиометрическийкоэффициенткислородавреакции сгорания, который определяют как:

c

  n

nc  nx

4

 n0 , 2



(51)

где: nc, nh, no, nx – число атомов С, Н, О и галогенов в молекуле горючего.

Расчет Р для других индивидуальных веществ, кроме упомянутых выше, а также для смесей может быть выполнен по формуле:

P 

m H тP0  Z Vсв  в  Сp T 0

 1 ,





(52)

где: Нт – теплота сгорания, Джкг-1; в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т0, кгм-3; Ср – теплоемкость воздуха, Джкг-1К-1 (допускается принимать равной 1,01103 Дж кг-1К-1); P0 – начальное давление, кПа (допускается принимать 101 кПа); m – масса горючих веществ, вышедших в помещение при аварии, кг; Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения; Vсв – свободный объем помещения, м3 (допускается принимать равным 80% от геометрического объема помещения); Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3. Т0 – начальная температура воздуха, К.

г

Масса горючего газа, поступившего в помещение при расчетной аварии определяется по формуле:

а

m  V

 Vт

  ,

(53)

где: Vа – объем газа, вышедшего из аппарата, м3; Vт – объем газа, вышедшего из трубопроводов, м; ρг – плотность горючего газа, кгм-3.

При этом:

Vа = 0,01Р1V,(54)

где: P1 – давление в аппарате, кПа; V – объем аппарата, м3;

Vт = V1т + V2т,(55)

где: V1т – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V2т – объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;

V1т = qT(56)

где: q – расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3с-1; Т – время, до отключения трубопровода, с;

1 12 2n nV2т = 0,01  Р2(r2 L + r2 L + ... + r2 L ),(57)

где: P2 – максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r – внутренний радиус трубопроводов, м; L – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

Масса паров жидкости, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения:

m  mp  mемк  mсв.окр ,

(58)

где: mр – масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; темк – масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; тсв.окр – масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых определяют по формуле:

m  W  Fи

 ,

(59)

где: m – масса испарившейся жидкости, кг; W – интенсивность испарения, кгс-1м-2; Fи – площадь испарения, м2; τ – время испарения, с.

M

Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W no формуле:

W  106  

 Pн ,

(60)

где:  – коэффициент, принимаемый по табл. 1 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; М – молярная масса, кгкмоль-1; Рн – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр.

ЗАДАЧИ

Задача 1. При окраске методом окунания изделия погружают в ванну с лакокрасочным материалом (ЛКМ). Площадь поверхности испарения ванны 4 м2. Определить количество испарившегося с поверхности ЛКМ растворителя за час работы при отсутствии движения воздуха над ней. Вид растворителя – ацетон (С3Н6О), температура воздуха в помещении to=20оС, температура растворителя tp=15оС. Пожароопасные свойства ЛКМ

принять по растворителю. Коэффициент диффузии пара в воздух D=0,109 см2·с-1. Постоянные Антуана для ацетона: А=6,37551; В=1281,721; С=237,088. Нижний конц. предел распр. пл. 2,7 %.

Задача 2. При окраске методом окунания изделия погружают в ванну с лакокрасочным материалом (ЛКМ). Площадь поверхности испарения ванны 4 м2. Определить количество испарившегося с поверхности ЛКМ растворителя за час работы при отсутствии движения воздуха над ней. Вид растворителя – этанол (С2Н6О), температура воздуха в помещении t0=20оС, температура растворителя tp=10оС. Пожароопасные свойства ЛКМ принять по растворителю. Коэффициент диффузии пара в воздух D=0,132 см2·с-1. Постоянные Антуана для этанола: А=7,81158; В=1918,508; С=252,125.

Нижний конц. предел распр. пл. 3,6 %.

Задача 3. При окраске методом окунания изделия погружают в ванну с лакокрасочным материалом (ЛКМ). Площадь поверхности испарения ванны 4 м2. Определить количество испарившегося с поверхности ЛКМ растворителя за час работы при отсутствии движения воздуха над ней. Вид растворителя – метанол (СН4О), температура воздуха в помещении

to=22оС, температура растворителя tp=15оС. Пожароопасные свойства ЛКМ

принять по растворителю. Коэффициент диффузии пара в воздух D=0,162 см2·с-1. Постоянные Антуана для метанола: А=7,3527; В=1660,454; С=245,818. Нижний конц. предел распр. пл. 6,98 %.

Задача 4. При окраске методом окунания изделия погружают в ванну с лакокрасочным материалом (ЛКМ). Площадь поверхности испарения ванны 4 м2. Определить количество испарившегося с поверхности ЛКМ растворителя за час работы при отсутствии движения воздуха над ней. Вид растворителя – толуол (С7Н8), температура воздуха в помещении to=20оС, температура растворителя tp=5оС. Пожароопасные свойства ЛКМ принять по растворителю. Коэффициент диффузии пара в воздух D=0,0753 см2·с-1. Постоянные Антуана для толуола: А=6,0507; В=1328,171; С=217,713.

Нижний конц. предел распр. пл. 1,27 %.

Задача 5. При окраске методом окунания изделия погружают в ванну с лакокрасочным материалом (ЛКМ). Площадь поверхности испарения ванны 4 м2. Определить количество испарившегося с поверхности ЛКМ растворителя за час работы при отсутствии движения воздуха над ней. Вид растворителя – этилацетат (С4Н8О2), температура воздуха в помещении

to=24оС, температура растворителя tp=20оС. Пожароопасные свойства ЛКМ

принять по растворителю. Коэффициент диффузии пара в воздух D=0,082 см2·с-1. Постоянные Антуана для этилацетата: А=6,22672; В=1244,951; С=217,881. Нижний конц. предел распр. пл. 2,0 %.

Задача 6. При повреждении аппарата в объем, ограниченный бортиками, площадью 5 м2 вылилось 50 кг ацетона (С3Н6О). Определить количество испарившейся с открытой поверхности жидкости в подвижную среду воздуха. Температура ЛВЖ tp=15оС, равна температуре воздуха в помещении. Принять, что испарение жидкости происходит в течение часа при работающей вентиляции, скорость движения воздуха над поверхностью испарения 0,5 м·с-1. Значение коэффициента  принять равным 5,7. Постоянные Антуана для ацетона: А=6,37551; В=1281,721; С=237,088. Нижний конц. предел распр. пл. 2,7 %.

Задача 7. При повреждении аппарата в объем, ограниченный бортиками, площадью 12 м2 вылилось 50 кг этанола (С2Н6О). Определить количество испарившейся с открытой поверхности жидкости в подвижную среду воздуха. Температура ЛВЖ tp=15оС, равна температуре воздуха в помещении. Принять, что испарение жидкости происходит в течение часа при работающей вентиляции, скорость движения воздуха над поверхностью испарения 0,5 м·с-1. Значение коэффициента  принять равным 5,7. Постоянные Антуана для этанола: А=7,81158; В=1918,508; С=252,125. Нижний конц. предел распр. пл. 3,6 %.

Задача 8. При повреждении аппарата в объем, ограниченный бортиками, площадью 8 м2 вылилось 50 кг метанола (СН4О). Определить количество испарившейся с открытой поверхности жидкости в подвижную среду воздуха. Температура ЛВЖ tp=15оС, равна температуре воздуха в помещении. Принять, что испарение жидкости происходит в течение часа при работающей вентиляции, скорость движения воздуха над поверхностью испарения 0,5 м·с-1. Значение коэффициента  принять равным 5,7. Постоянные Антуана для метанола: А=7,3527; В=1660,454; С=245,818. Нижний конц. предел распр. пл. 6,98 %.

Задача 9. При повреждении аппарата в объем, ограниченный бортиками, площадью 5 м2 вылилось 50 кг толуола (С7Н8). Определить количество испарившейся с открытой поверхности жидкости в подвижную среду воздуха. Температура ЛВЖ tp=10оС. Испарение жидкости происходит в течение часа, скорость движения воздуха над поверхностью испарения 0,5 м·с-1. Значение коэффициента  принять равным 6,6. Постоянные Антуана для толуола: А=6,0507; В=1328,171; С=217,713. Нижний конц. предел распр. пл. 1,27 %.

Задача 10. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с бензолом (С6Н6), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V=1000 м3, степень его заполнения ε=0,75, температура жидкости tp=10оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для бензола: А=5,61391; В=902,275; С=178,09. Нижний конц. предел распр. пл. 1,43 %.

Задача 11. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с ацетоном (С3Н6О), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V=800 м3, степень его заполнения 0,9, температура жидкости tp=20оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для ацетона: А=6,37551; В=1281,721;

С=237,088. Нижний конц. предел распр. пл. 2,7 %.

Задача 12. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с этиловым спиртом (С2Н6О), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара 1000 м3, степень его заполнения ε=0,75, температура жидкости tp=10оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для этанола: А=7,81158; В=1918,508;

С=252,125. Нижний конц. предел распр. пл. 3,6 %.

Задача 13. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с гептаном (С7Н16), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V=500 м3, степень его заполнения ε=0,75, температура жидкости tp=15оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для гептана: А=6,07647; В=1295,405;

С=219,819. Нижний конц. предел распр. пл. 1,07 %.

Задача 14. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с октаном (С8Н18), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V=500 м3, степень его заполнения ε=0,5, температура жидкости tp=15оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для октана: А=6,09396; В=1379,556;

С=211,896. Нижний конц. предел распр. пл. 0,9 %.

Задача 15. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с гептаном (С7Н16), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V=700 м3, степень его заполнения ε=0,85, температура жидкости tp=20оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для гептана: А=6,07647; В=1295,405;

С=219,819. Нижний конц. предел распр. пл. 1,07 %.

Задача 16. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с метиловым спиртом (СН4О), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V=1000 м3, степень его заполнения ε=0,75, температура жидкости tp=10оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для метанола: А=7,3527; В=1660,454; С=245,818. Нижний конц. предел распр. пл. 6,98%.

Задача 17. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с этиловым спиртом (С2Н6О), если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V=1500 м3, степень его заполнения ε=0,85, температура жидкости tp=20оС, рабочее давление

Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для этанола: А=7,81158; В=1918,508; С=252,125. Нижний конц. предел распр. пл. 3,6%.

Задача 18. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с бензолом (С6Н6), если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10 оС. Объем резервуара V=1000 м3, степень его заполнения ε=0,75, температура жидкости tp=10оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для бензола: А=5,61391; В=902,275; С=178,09. Нижний конц. предел распр. пл. 1,43%.

Задача 19. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства с аппарата ацетоном (С3Н6О), если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10оС. Объем резервуара V=800 м3, степень его заполнения ε=0,9, температура жидкости tp=20оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для ацетона: А=6,37551; В=1281,721; С=237,088. Нижний конц. предел распр. пл. 2,7 %.

Задача 20. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с этиловым спиртом (С2Н6О), если в течение часа

произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре

на 10оС. Объем резервуара V=1000м3, степень его заполнения  =0,75, температура жидкости tp=10оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные

Антуана для этанола: А=7,81158; В=1918,508; С=252,125. Нижний конц. предел распр. пл. 3,6 %.

Задача 21. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с гептаном (С7Н16), если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10 оС. Объем резервуара V=500 м3, степень его заполнения ε=0,75, температура жидкости tp=15оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для гептана: А=6,07647; В=1295,405; С=219,819. Нижний конц. предел распр. пл. 1,07 %.

Задача 22. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с октаном (С8Н18), если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10 оС. Объем резервуара V=500 м3, степень его заполнения ε=0,5, температура жидкости tp=15оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для октана: А=6,09396; В=1379,556; С=211,896. Нижний конц. предел распр. пл. 0,9 %.

Задача 23. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с гептаном (С7Н16), если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10 оС. Объем резервуара V=700 м3, степень его заполнения ε=0,85, температура жидкости tp=20оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для гептана: А=6,07647; В=1295,405; С=219,819. Нижний конц. предел распр. пл. 1,07 %.

Задача 24. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с метиловым спиртом (СН4О), если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10оС. Объем резервуара V=1000м3, степень его заполнения ε=0,75, температура жидкости tp=10оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для метанола: А=7,3527; В=1660,454; С=245,818. Нижний конц. предел распр. пл. 6,98%.

Задача 25. Оценить объем взрывоопасной зоны вблизи дыхательного устройства аппарата с этиловым спиртом (С2Н6О), если в течение часа произошло одно малое дыхание при повышении температуры в резервуаре на 10оС. Объем резервуара V=1500м3, степень его заполнения ε=0,85, температура жидкости tp=20оС, рабочее давление Pp=1·105 Па. Постоянные Антуана для этанола: А=7,81158; В=1918,508; С=252,125. Нижний конц. предел распр. пл. 3,6 %.

Задача 26. Определить общее количество этилацетата (С4Н8О2), выходящего при полном разрушении аппарата, в который жидкость подавалась по двум трубопроводам. Объем аппарата Vап=0,6 м3, его степень заполнения ε=0,85. Температура ЛВЖ tp=10оС, диаметр трубопроводов Dтр=0,12 м. Расход насосов q1=1,4 м3·ч-1 и q2=2,2 м3·ч-1. Плотность ρ=902 кг·м-3. Время отключения трубопроводов принять

равным 120 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 7 м; принять, что 1 л горючей жидкости разливается на 1 м2. Жидкость находится в аппарате при атмосферном давлении.

Задача 27. Определить общее количество этанола (С2Н6О), выходящего при полном разрушении аппарата, в который жидкость подавалась по двум трубопроводам. Объем аппарата Vап=0,9 м3, его степень заполнения ε=0,75. Температура ЛВЖ tp=20оС, диаметр трубопроводов Dтр=0,085 м. Расход насосов q1=1,3 м3·ч-1 и q2=1,6 м3·ч-1. Плотность ρ=785 кг·м-3.Время отключения трубопроводов принять равным

120 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 5 м; принять, что 1 л горючей жидкости разливается на 1 м2. Жидкость находится в аппарате при атмосферном давлении.

Задача 28. Определить общее количество метанола (СН4О), выходящего при полном разрушении аппарата, в который жидкость подавалась по двум трубопроводам. Объем аппарата Vап=0,85 м3, его степень заполнения ε=0,75. Температура ЛВЖ tp=15оС, диаметр трубопроводов Dтр =0,1 м. Расход насосов q1=1,5 м3·ч-1 и q2=1,2 м3·ч-1. Плотность ρ=786,9 кг·м-3. Время отключения трубопроводов принять

равным 120 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 12 м; принять, что 1 л горючей жидкости разливается на 1 м2. Жидкость находится в аппарате при атмосферном давлении.

Задача 29. Определить общее количество толуола (С7Н8), выходящего при полном разрушении аппарата, в который жидкость подавалась по двум трубопроводам. Объем аппарата Vап=0,7 м3, его степень заполнения ε=0,75. Температура ЛВЖ tp=10оС, диаметр трубопроводов Dтр=0,125 м. Расход насосов q1=1,2 м3·ч-1 и q2=2,0 м3·ч-1. Плотность ρ=866,94 кг·м-3. Время отключения трубопроводов принять

равным 120 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 10 м; принять, что 1 л горючей жидкости разливается на 1 м2. Жидкость находится в аппарате при атмосферном давлении.

Задача 30. Определить общее количество ацетона (С3Н6О), выходящего при полном разрушении аппарата, в который жидкость подавалась по двум трубопроводам. Объем аппарата Vап=0,8 м3, его степень заполнения ε =0,75. Температура ЛВЖ tp=10оС, диаметр трубопроводов Dтр=0,1 м. Расход насосов q1=1,5 м3·ч-1 и q2=2,5 м3·ч-1. Плотность ρ=790,8 кг·м-3. Время отключения трубопроводов принять

равным 120 с, время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 10 м; принять, что 1 л горючей жидкости разливается на 1 м2. Жидкость находится в аппарате при атмосферном давлении.

Задача 31. При повреждении аппарата в объем, ограниченный бортиками, площадью 12 м2 вылилось 50 кг этилацетата (С4Н8О2). Определить количество испарившейся с открытой поверхности жидкости в подвижную среду воздуха. Температура ЛВЖ tp=10оС, равна температуре воздуха в помещении. Принять, что испарение жидкости происходит в течение часа при работающей вентиляции, скорость движения воздуха над поверхностью испарения 0,5 м с-1. Значение коэффициента  принять равным 6,6. Постоянные Антуана для этилацетата: А=6,22672; В=1244,951; С=217,881. Нижний конц. предел распр. пл. 2,0 %.

Задача 32. Определить общее количество гептана (С7Н16), выходящего при полном разрушении аппарата, в который жидкость подавалась по двум трубопроводам. Объем аппарата Vап=1 м3, степень его заполнения ε=0,75. Температура ЛВЖ tp=10оС, диаметр трубопроводов Dтр=0,12 м. Расход насосов q1=1,0 м3·ч-1 и q2=1,5 м3·ч-1. Плотность ρ=683,76 кг·м-3. Время отключения трубопроводов принять равным 120 с,

время испарения разлившейся жидкости 1 ч, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 10 м; принять, что 1 л горючей жидкости разливается на 1 м2. Жидкость находится в аппарате при атмосферном давлении.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования. М.: Государственный стандарт, 1992. – 78 с.

ГОСТ 12.1.044-89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. М.: Издательство стандартов, 1989.

СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

Корольченко, А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения [Текст]: справочник: в 2 ч. / А. Я. Корольченко. – М.: Пожнаука, 2000. – Ч. 1. – 709 с.

Корольченко, А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения [Текст]: справочник: в 2 ч. / А. Я. Корольченко. – М.: Пожнаука, 2000. – Ч. 2. – 757 с.

Учебное издание

ПОЖАРНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Часть 1

Автор-составитель

Удилов Тимофей Васильевич

Подписано в печатьФормат 60х84/16

Усл.печ.л.Тираж 30 экз. Заказ №

НИиРИО ФГКОУ ВО «Восточно-Сибирский институт МВД России», ул. Лермонтова, 110

Скачать
Просмотров 1349
Внимание

Загрузка файлов доступна только зарегистрированным пользователям.

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь. Закрыть ×
Поддержите проект
Внимание

Комментарии и отзывы могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.
Консультация

Помощь и консультация по любым вопросам

Начать онлайн чат
Магазин

Сопутствующие товары

В магазин
Доска объявлений

Покупка и продажа товаров

Разместить объявление