Исследование пожароопасных свойств метилового спирта (стр. 6 из 9)
Рвзр =
, гдеР0 – начальное давление, кПа (МПа);
Т0 – начальная температура, К;
Твзр– температура взрыва, К;
m – число молей (киломолей) газообразных продуктов горения;
n – число молей (киломолей) исходных газообразных веществ.
Рвзр =
=808,07 кПа.СН4О + 1,5 (О2 + 3,76·N2) → СО2 + 2Н2О + 1.5·3,76·N2
m = 1+2+1.5·3,76 = 8,64 киломоль.
n = 1 + 1,5·4,76 = 8,14 киломоль.
Твзр = 2202 К.
Ответ: максимальное давление взрыва равно 808,07 кПа.
(ГОСТ 12.1.044 приложение 11)
3.13.Вывод: проведя анализ пожарной опасности данного вещества, можно дать рекомендации по работе с ним, например, данное вещество имеет tвсп=- 0,7 0С - это вещество относится к ЛВЖ; КПР-1,04%-6,84%-пожаровзрывоопасная зона; оно опасно при взаимодействии с галогенами и с сильными окислителями.
4.1. Интенсивность испарения при заданных условиях.
1. Скорость воздушного потока – 0,37 м/с;
2. Площадь помещения –780 м2;
3. Высота помещения – 4.8 м;
4. Объем емкости ( аппарата ) – 200 литров;
5. Температура в помещении – 400 С.
Wисп=10-6·η·
·Рн,по таблице 3 НПБ 105-03 принимаем коэффицент η=2,3.
Молярная масса изобутилового спирта равна: М = 32 кг/кмоль.
Давление насыщенного пара:
В пожарных расчетах наиболее распространенным способом определения давления насыщенного пара при заданной температуре является расчет по уравнению Антуана:
; Рs 
,где
Рs - давление насыщенного пара, кПа;
tР - рабочая (заданная) температура, 0С;
А, В, С - константы уравнения Антуана из справочной литературы.
А=7,3522.
В=1660,454.
С=245,818.
Рs
= 
= 34,8 кПа.Тогда:
Wисп=10-6·2,3·
·34,8= 453,03·10-6 кг/м2·с.Ответ: скорость испарения составила 453,03·10-6 кг/м2·с
4.2. Время образования минимальной взрывоопасной концентрации паров в помещении.
Из предыдущих расчетов известно, что минимальная взрывоопасная концентрация паров равна 0,08 кг/м3.
0,058 кг - 1 м3
mкг - 1600 м3
m =
= 92,8кг - минимальная взрывоопасная концентрация для объёма равного 1600 м3.2.Время образования минимальной взрывоопасной концентрации выражается из формулы:
m = Wисп·Sисп·τисп.
Тогда:
τисп =
;Все данные для этого расчета у нас имеются.
τисп =
= 1865,5 сек. = 31мин.Ответ: в рассмотренном помещении при выбранной аварийной ситуации
минимальная среднеобъемная взрывоопасная концентрация паров
в помещении образуется через 31 минуты после аварии.
4.3. Избыточное давление взрыва газопаровоздушной смеси при выбранной аварийной ситуации.
Избыточное давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ (газов и паров ЛВЖ и ГЖ), состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле
Расчет избыточного давление взрыва для индивидуальных веществ производится согласно ГОСТ Р 12.3.047 – 98 и НПБ 105-03.
, кПа.Где,
РMAX - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной и паровоздушной смесив замкнутом объеме. Определяется экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать РMAX = 900 кПа.
Р0 - начальное давление, кПа. Допускается принимать равным 101,3кПа.
m - масса горючего газа или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате аварии в помещение.
Z - коэффициент участия горючего во взрыве. Допускается принимать значение Z по таблице.
VСВ - свободный объем помещения, м3. Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием.
Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать равным 80 % геометрического объема помещения.
VСВ = 0,8V.
rГ - плотность газа или пара при расчетной температуре tРАСЧ, кг/м3,
где
, кг/м3, а 
, м3/кмоль.Если принять, что давление в помещении равно нормальному атмосферному давлению (101,3 кПа) то плотность газа или пара можно рассчитать по следующей формуле:
, кг/м3, гдеМ - молярная масса газа или пара, кг/кмоль;
Примечание: Бывают случаи, когда рассчитанная таким образом масса паров превышает массу жидкости. Это говорит о том, что жидкость испарится полностью менее чем за час. В этом случае расчетная масса паров принимается равной массе жидкости.
V0 - молярный объем при нормальных условиях, равный 22,4 м3/кмоль.
tРАСЧ - расчетная температура, 0С.
ССТЕХ - стехиометрическая концентрация горючих газов или паров ЛВЖ и ГЖ, % (объемных). Стехиометрическая концентрация вычисляется по формуле
, % ,Где:
b - стехиометрический коэффициент кислорода в уравнении реакции горения. Коэффициент b также может быть рассчитан по следующей формуле:
,Где:
nC, nH, nX,, nO - число атомов С, Н, О, галогенов в молекуле горючего вещества.
КН - коэффициент, учитывающий негеометричность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать КН = 3.
Для того, чтобы воспользоваться этой формулой необходимо рассчитать массу, стехиометрическую концентрацию и свободный объем помещения. По условию время испарения не более часа.
m = Wисп·Sисп·τисп = 453·10-6·200·3600 = 158 кг.
= 
= 12,3 %.VСВ = 0,8VПОМЕЩ = 0,8· = 2995,2 м3.
=1,25 , кг/м3, ==
= 17,8кПа.Ответ: избыточное давление взрыва газопаровоздушной смеси
равно 17,8 кПа.
4.4. Размер взрывоопасной зоны.
Метод расчета размеров зон, ограниченных НКПР газов и паров, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в помещение регламентируется ГОСТ Р 12.3.047 – 98 и НПБ 105-03.
Расстояния ХНКПР, YНКПР и ZНКПР для ГГ и ЛВЖ, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывают по формулам:
ХНКПР =
,YНКПР =
,ZНКПР =
,Где:
К1 – коэффициент, принимаемый равным:
1,1314 для горючих газов и
1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;
К2 – коэффициент, равный:
1 для ГГ и
Т/3600 для ЛВЖ;
Т – продолжительность поступления паров ЛВЖ, с;
К3 – коэффициент, принимаемый равным:
0,0253 для ГГ при отсутствии подвижности воздушной среды,
0,02828 для ГГ при подвижности воздушной среды,
0,04714 для ЛВЖ при отсутствии подвижности воздушной среды,
0,3536 для ЛВЖ при подвижности воздушной среды;
l – длина помещения , м;
b – ширина помещения, м;
h – высота помещения, м;
d – допустимые отклонения концентраций при задаваемом уровне значимости. При уровне значимости Q = 0,05 значения d будут равны:
1,27 для ЛВЖ при работающей вентиляции,
1,25 для ЛВЖ при неработающей вентиляции,
1,37 для ГГ при работающей вентиляции,
1,38 для ГГ при неработающей вентиляции;
С0 – предэкспоненциальный множитель, % (объемн.), равный:
С0=
