Реферат. Контрольная работа по предмету Теория горения и взрыва Уфа 2010 Теоретические вопросы по взрыву
 Скачать 163.95 Kb.
|
Таблица №
5. Тротиловый эквивалент. Избыточное давление во фронте ударной волны Для оценки уровня воздействия случайных и преднамеренных в срывов широко применяется метод оценки через тротиловый эквивалент. По этому методу степень разрушения характеризуют тротиловым эквивалентом, где определяют массу тротила, которая требуется, чтобы вызвать данный уровень разрушений.Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды Wτ (кг) определяемый по условиям адекватности характера и степени разрешения при взрывах парогазовых облаков, а также твердых и жидких химически нестабильных соединений, рассчитывается по формулам: 1 Для парогазовых сред  где 0,4 − доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; 0,9 − доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; q/ − удельная теплота сгорания парогазовой среды, кДж кг, qT − удельная энергия взрыва ТНТ кДж/кг. 2 Для твердых и жидких химически нестабильных соединений  где Wk - масса твердых и жидких химически нестабильных соединений; qk− удельная энергия взрыва твердых и жидких химически нестабильных соединений. На производстве при взрыве газовоздушной, паровоздушной смеси или пыли образуется ударная волна. Степень разрешения строительных конструкций, оборудования, машин и коммуникаций, а также поражение людей зависит от избыточного давления во фронте ударной волны ΔРФ (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом). Расчеты оценки действия горючих химических газов и жидкостей сводятся к определению избыточного давления в фронте ударной волны (ΔРФ) при взрыве газовоздушной смеси на определенном расстоянии от емкости, в которой хранится определенное количество во взрывоопасной смеси. 6. Расчет по определению избыточного давления взрыва Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей производится по методике, изложенной в НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». Задание: определить избыточное давление взрыва сероводорода в помещении. Исходные условияСроводород постоянно находится в аппарате объемом 20 м3. Аппарат расположен на полу. Суммарная длина трубопроводов диаметром 50 мм, ограниченная задвижками (ручными), установленными на подводящем и отводящем участках трубопроводов, составляет 15 м. Расход сероводородаа в трубопроводах 4·10-3 м3/с. Размеры помещения − 10x10x4 м. В помещении имеется аварийная вентиляция с кратностью воздухообмена 8 ч-1. Аварийная вентиляция обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывоопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ). Устройства для удаления воздуха из помещения расположены в непосредственной близости от места возможной аварии. Основные строительные конструкции здания железобетон. Обоснование расчетного варианта Согласно НПБ 105-03 в качестве расчетного варианта аварии следует принимать наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором участвует наибольшее количество веществ, наиболее опасных в отношении последствий взрыва. И в качестве расчетного варианта принят вариант разгерметизации емкости с сероводородом и выход из неё и подводящею и отводящего трубопроводов сероводорода в объем помещения. 1) Избыточное давление взрыва  для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле (1)где  - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п.3 НПБ -105-03. При отсутствии данных допускается принимать равным 900 кПа; - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);  - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате аварии в помещение, кг; - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению. Допускается принимать значение по табл. 2 НПБ 105-03. принимаю равным 0,5; - свободный объем помещения,  ; За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура воздуха для г.Уфа равная 39°С (согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»). Ниже приведен расчет величин, необходимых для определения избыточного давления взрыва сероводорода в помещении. Плотность сероводорода при расчетной температуре:  где М − молярная масса сероводорода, 34,08 кг/кмоль; v0 − мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль; 0,00367− коэффициент температурного расширения, град -1; tp − расчетная температура, 390С (абсолютная максимальная температура воздуха для г. Уфы). Стехиометрическая концентрация сероводорода рассчитывается по формуле:  ;где β − стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;  nc, nн, n0, nх, − число атомов С,Н,О и галоидов в молекуле горючего; Для сероводорода (Н2S) nc = 1, nн = 4, n0 = 0, nх = 0, следовательно,  Подставим найденное значение β, получим значение стехиометрической концентрации сероводорода:  Объем сероводорода поступившего при расчетной аварии в помещение, состоит из объема газа, вышедшей из аппарата, и объема газа, вышедшей из трубопровода до закрытия задвижек и после закрытия задвижек:  где Va − объем газа вышедшей из аппарата, м3; V1T − объем газа вышедшей из трубопровода до его отключения, м3; V2T − объем газа вышедшей из трубопровода после его отключения, м3;  где q − расход жидкости, определяемый в соответствии с технологическим регламентом, м3/с; T − продолжительность поступления газа в объем помещения, определяемое по п.38 НПБ 105-03 с;  где d − внутренний диаметр трубопроводов, м; Ln − длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м; Таким образом, объем сероводорода, поступившего в помещение при рассматриваемом варианте аварии:  Масса сероводорода в помещении:  . .В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы , допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии. При этом массу горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент  , определяемый по формуле  , где  - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, 1/c. В данном помещении имеется вентиляции с кратностью воздухообмена – 8  (0,0022с ); - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с, принимаю равным 300 с. (п.7 НПБ 105-03) Масса сероводорода, находящихся в помещении при рассматриваемом варианте аварии:   Результаты расчетов при взрыве
Таблица. Предельно допустимое избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей в помещениях или в открытом пространстве
Исходные и расчетные данные сведены в таблицу 2. Таблица 2 - Исходные и расчетные данные
7. Определение категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности Согласно НПБ 105-2003 категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с таблицей 4. Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д). Таблица 4 - Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
Вывод: Помещение относится к категории А, так как в нем возможен выход горючего газа (сероводород) в таком количестве, что может образовать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
