Горение 2. Курсовая работа Теория горения и взрыва++. Методические указания к курсовой работе Пермь ипц ПрокростЪ 2023 удк 621 148 ббк 79. 3 Рецензенты

• Название: Методические указания к курсовой работе Пермь ипц ПрокростЪ 2023 удк 621 148 ббк 79. 3 Рецензенты
• Анкор: Горение 2
• Дата: 05.04.2023
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: Курсовая работа Теория горения и взрыва++.docx
• Тип: Методические указания; #1038982
• страница: 10 из 22

4.ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ВЕЩЕСТВ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРЕДЕЛЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ (ТПРП)

Давление насыщенного пара определяется его концентрацией и зависит от температуры жидкости. При определенных температурах концентрация насыщенного пара жидкости становится равной нижнему или верхнему концентрационному пределу распространения пламени. Таким образом, пожарную опасность горючих жидкостей можно оценивать не по концентрации ее пара, а по температуре самой жидкости. Таким образом, вместо концентрационного предела можно указать температуру жидкости, при которой эта концентрация образуется.

Такие температуры называются температурными пределами распространения пламени. Как и для концентрационных пределов можно определить нижний и верхний температурный предел распространения пламени.

Температурными пределами распространения пламени (нижним -НТПРП или верхним - ВТПРП) называют такие температуры жидкости, при которых над ее поверхностью образуется насыщенный пар в концентрации, равной (соответственно нижнему или верхнему) концентрационному пределу распространения пламени.

При температурах ниже нижнего температурного предела концентрация насыщенного пара имеет величину ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени, то есть является безопасной.

При температуре выше верхнего температурного предела жидкость образует насыщенный пар, концентрация которого выше верхнего концентрационного предела, и горения такого пара не будет. Однако, такая смесь насыщенных паров является пожароопасной, так как при выходе из емкости в воздух она может гореть в диффузионном режиме.

Для обеспечения пожаровзрывобезопасности процессов производства, переработки, хранения и транспортировки жидкостей определяют безопасную нижнюю t_нб и безопасную верхнюю t_вб рабочую температуру.

Для упрощенных расчетов безопасные температуры можно определить по формулам:

t_нб < 0,9 (t_н – К_без)

t_вб ≥ 1,1(t_в – К_без)

где К_без — коэффициент безопасности, равный:

для индивидуальных веществ и нефтепродуктов 10,5°С,

для технических и реакционных смесей 14°С.

Температурные пределы, равно как и концентрационные, не являются постоянными величинами и зависят от ряда факторов внешней среды. Характерные области температур жидкости и концентраций ее паров схематически изображены на рисунке:



Использование ТПРП, как показателя пожарной опасности жидкостей, значительно упрощает работу по определению степени пожарной опасности горючих жидкостей, поскольку в отличие от концентрационных пределов не требует применения сложных приборов.

С помощью ТПРП можно:

1) провести сравнительную оценку степени пожарной опасности двух жидкостей.

Например, из трех жидкостей: гексанол (ТПРП составляет 57÷92°С), метанол (5÷39°С), ацетон (-20÷6°С) наиболее безопасным является гексанол, так как он образует опасные концентрации насыщенного пара лишь при повышенных температурах.

2) определить область взрывобезопасных температур работы технологического оборудования. Для обеспечения пожарной безопасности технологических процессов нужно выбирать температурный режим работы аппаратов с таким учетом, чтобы рабочие концентрации находились вне зоны опасных концентраций. Таким образом, рабочие температуры должны быть ниже нижнего безопасного или выше верхнего безопасного температурного предела распространения пламени.
tраб < tнб и tраб > tвб

3) определить степень пожарной опасности паров в емкостях и закрытых технологических аппаратах при фактической температуре.

Например, при фактической температуре 20°С гексанол является безопасным, метанол — взрывоопасным, а ацетон — взрывобезопасным, но пожароопасным.

УСЛОВИЯ ЗАГОРАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ В ОТКРЫТОМ ПРОСТРАНСТВЕ ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ

Если жидкость испаряется в открытое пространство, то часть пара все время диффундирует в окружающее пространство. При этом концентрация пара постепенно изменяется по высоте. Непосредственно над поверхностью жидкости она равняется концентрации насыщенного пара, а на большом расстоянии — снижается практически до нуля (кривая 1). Для жидкостей в закрытом пространстве концентрация пара не зависит от расстояния (прямая 2).



Рисунок1
где φ_ф — концентрация пара в заданной точке;

— расстояние от поверхности жидкости.

Часто бывает необходимо оценить степень пожарной опасности фактической концентрации φ′ф, образовавшейся в производственном помещении при испарении горючей жидкости в открытое пространство. Для этого достаточно разделить массу испарившейся жидкости mисп на объем помещения V пом:



Для того, чтобы рассчитать площадь разлива, с которой происходит испарение, можно применить соотношение:



где m_жидк - масса разлившейся при аварии жидкости;

ρ_жидк - плотность жидкости при заданных условиях;

h_жидк - толщина слоя жидкости, разлившейся при аварии.

В практических расчетах, для определения интенсивности испарения жидкости, пользуются эмпирической формулой:

I_исп = Р_нп μ (0,734 + 1,637vв) ·10-6, кг/(м²с)

где μ -молярная масса вещества кг/кмоль;

Р_нп - давление насыщенного пара при данной температуре, кПа.

v_в - скорость воздуха над поверхностью испарения, м/с.

В открытой системе, для того, чтобы достичь нижнего концентрационного предела распространения пламени для ненасыщенного пара, жидкость необходимо нагреть до температуры немного выше нижнего температурного предела распространения пламени, что позволит увеличить интенсивность испарения и компенсировать потери пара за счет диффузии. Если при этом к поверхности жидкости поднести источник зажигания, то образовавшийся пар вспыхнет.

Вспышка - быстрое сгорание паровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, которое сопровождается кратковременным видимым свечением. При вспышке стойкое горение не наступает, так как скорость испарения жидкости при данной температуре будет меньше скорости выгорания пара.

Температура вспышки - это наименьшая температура жидкости, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуется пар, способный вспыхивать в воздухе от источника зажигания, однако стойкое горение при этом не возникает.

Связь температуры вспышки t_всп с зависимостью концентрации пара φпар от температуры жидкости t_жидк схематически отображена на рисунке2.



Рисунок 2

Жидкость, у которой фактическая температура ниже, чем температура вспышки не представляет пожарной опасности в случае кратковременного воздействия источника зажигания.

Температура вспышки принята за основу классификации жидкостей по степени их пожарной опасности. Различают горючие и легковоспламеняющиеся жидкости. К горючим (ГЖ) относят жидкости с температурой вспышки больше 61°С. Жидкости с температурой вспышки 61°С и ниже относят к классу легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ).

Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки 28°С и ниже относят к особо опасным жидкостям.

Кроме температуры вспышки различают еще температуру зажигания - наименьшую температуру жидкости, при которой после воспламенения пара от источника зажигания устанавливается стационарное горение.

На практике очень часто приходится иметь дело со смесями жидкостей. При оценке степени пожарной опасности смеси, следует иметь в виду, что даже маленькие добавки ЛВЖ к ГЖ могут сильно снизить t_всп смеси.