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

Сгг = (VaPa100)/(VсвКн)   об.%,                                                          (7.5)

-  для ЛВЖ

Слвж = [Gлвж×10-3×22,4(273+t)100]/(M273VсвКн)   об.%,                              (7.6)

-  для взрывопожароопасных аэрозолей:

Сгп = (Gа103)/(VсвКн)   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 jн £ 65 г/м3) для определения категории помещения по взрывопожароопасности находят избыточное давление взрыва (DРизб, кПа), которое может возникнуть в результате взрыва смеси вышеуказанных веществ с воздухом при аварии. Расчет DРизб для горючих газов и паров ЛВЖ проводят по формуле:

DPизб = [(Pmax – Ро)G Z100]/(Vсвоб rг,п Cст Kн)                                             (7.8)

а для горючих пылей по формуле:

           DPизб = (GHTPoZ)/(Vсвоб rвсрТоКн)                                                               (7.9)

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

- Ро – начальное давление = 101 кПа;

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

-  HT – 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;

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

- rв – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре То, кг/м3;

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

          rг,п = М / 22,4 (1 + 0,00367 tр),                                                                   (7.10)

где М – молекулярная масса, кг/кмоль;

tр – температура реакции горения, оС.

-  То – начальная температура воздуха, К;

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

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

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

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

b = mc + ms + 0,25(mH – mx) - 0,5 mo + 2,5 mp,                                         (7.12)

где  mc, ms, mH, mx, mo, mp – число атомов соответственно углерода, серы, водорода, галогена, кислорода и фосфора в молекуле горючего вещества.

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