Сборник лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности», страница 55

Приложение 7.3

Определение взрывопожароопасной концентрации вещества в воздухе при аварии

          Определение взрывопожароопасной концентрации вещества в воздухе помещений на момент аварии находят по формуле:

-  для горючего газа

С_гг = (V_aP_a100)/(V_свК_н)   об.%,                                                          (7.5)

-  для ЛВЖ

С_лвж = [G_лвж×10^-3×22,4(273+t)100]/(M273V_свК_н)   об.%,                              (7.6)

-  для взрывопожароопасных аэрозолей:

С_гп = (G_а10³)/(V_свК_н)   г/м³.                                                                (7.7)

          Для пожароопасных и негорючих веществ расчеты концентраций по взрывопожароопасности не проводят.

Приложение 7.4

          Для взрывопожароопасных веществ (горючих газов, ЛВЖ и аэрозолей с j_н £ 65 г/м³) для определения категории помещения по взрывопожароопасности находят избыточное давление взрыва (DР_изб, кПа), которое может возникнуть в результате взрыва смеси вышеуказанных веществ с воздухом при аварии. Расчет DР_изб для горючих газов и паров ЛВЖ проводят по формуле:

DP_изб = [(P_max – Р_о)G Z100]/(V_своб r_г,п C_ст K_н)                                             (7.8)

а для горючих пылей по формуле:

           DP_изб = (GH_TP_oZ)/(V_своб r_вс_рТ_оК_н)                                                               (7.9)

где P_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газо- или паровоздушной смеси [22]. При отсутствии в литературе [22] значений P_max  допускается принимать P_max= 800 кПа;

- Р_о – начальное давление = 101 кПа;

- G – масса горючего газа, паров ЛВЖ или взрывоопасной пыли, попавших в воздух помещения в результате аварии, кг;

-  H_T – теплота сгорания пыли, Дж/кг;

- Z – коэффициент участия во взрыве,  который рассчитывается на основе характеристик распределения газа в помещении или принимается по таблице 7.2;

-  V_своб – свободный объем помещения, м³ (принимают равным 80% от геометрического объема);

- r_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т_о, кг/м³;

- r_г,п - плотность горючего газа или пара при расчетной температуре (t_р » 61^оС), кг/м³, может быть рассчитана по формуле:

          r_г,п = М / 22,4 (1 + 0,00367 t_р),                                                                   (7.10)

где М – молекулярная масса, кг/кмоль;

t_р – температура реакции горения, ^оС.

-  Т_о – начальная температура воздуха, К;

-  с_р – теплоемкость воздуха, Дж/кг×К (допускается принимать равной 1,01×10³ Дж/кг×К);

- C_ст – стехиометрическая концентрация горючего газа или паров ЛВЖ, об.%, принимается по справочным данным или вычисляется по формуле:

С_ст = 100 / (4,84 b + 1),                                                                              (7.11)

где b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, рассчитывается по формуле:

b = m_c + m_s + 0,25(m_H – m_x) - 0,5 m_o + 2,5 m_p,                                         (7.12)

где  m_c, m_s, m_H, m_x, m_o, m_p – число атомов соответственно углерода, серы, водорода, галогена, кислорода и фосфора в молекуле горючего вещества.

К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, допускается принимать = 3.

Таблица 7.2

Значения коэффициента Z от вида горючего вещества

Вид горючего вещества	Значение коэффициента Z
Горючие газы	0,5
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, 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

В результате расчета возможны два варианта:

1.  Если DP_изб ³ 5 кПа, то категорию назначают по взрывопожароопасным показателям вещества, по которому проводили расчет (см.табл.5.10 в разделе «Пожарная безопасность»).