взрывозащита. пожаровзрывозащита. Практическая работа 1 распространение в пространстве токсичных продуктов горения при пожаре
 Скачать 254.81 Kb.
|
|
Практическая работа № 1 РАСПРОСТРАНЕНИЕ В ПРОСТРАНСТВЕ ТОКСИЧНЫХ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПРИ ПОЖАРЕ В закрытом помещении объемом V (цех, склад горючих материалов) возникает пожар. Система вентиляции и очистки газов не работает. Рассчитать концентрацию вредных веществ. Использовать максимальные значения удельных показателей выбросов вредных веществ. Масса сгоревшего во время пожара вещества пропорциональна времени горения. Построить график зависимости концентрация – время. На графике отметить время пожара, когда можно с помощью обоняния обнаружить вредное вещество – 4 ПДК, время, когда концентрация достигает 1000 ПДК – концентрация токсичного отравления. Решение: 4 вариант.
Рассчитаем количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при горении мазута массой 50 кг. Удельные показатели выбросов вредных веществ возьмем из справочных таблиц. (тв) = 0,06 кг/кг. (SO2) = 0,06 кг/кг. (CO) = 0,04 кг/кг. (NOx) = 0,003 кг/кг. (б/п) = 10-5 кг/кг. Масса выбросов равна: M(тв) = 50∙0,06 = 3 кг. M(SO2) = 50∙0,06 = 3 кг. M(CO) = 50∙0,04 = 2 кг. M(NOx) = 50∙0,003 = 0,15 кг. М(б/п) = 50∙10-5 = 0,0005 кг. Расчет концентрации вредного вещества проводится по формуле:  С(тв) = 1,5 мг/м3. С(SO2) = 1,5 мг/м3. С(CO) = 0,67 мг/м3. С(NOx) = 0,0375 мг/м3. С(б/п) = 4,17∙10-8 мг/м3. Вычисленные значения записываем в таблицу:
Для построения графика зависимости концентрации вредного вещества от времени считаем, что масса сгоревшего во время пожара вещества пропорциональна времени горения. Разделим время горения 0,5 ч = 1800 с на отрезки с шагом 360 и рассчитаем концентрации в соответствующие моменты времени.
По этим данным строим графики зависимости и отмечаем на них следующие точки: 1 точка – время, когда можно с помощью обоняния обнаружить вредное вещество - 4 ПДК; 2  точка – время, когда концентрация достигает 1000 ПДК – концентрация токсичного отравления.Для твердых веществ ПДКмр = 0,5 мг/м3. Концентрация, когда можно обнаружить вещество с помощью обоняния 4∙0,5 = 2 мг/м3. Концентрация токсичного отравления 1000∙0,5 = 500 мг/м3. По вычисленным расчетам максимальная концентрация твердых веществ 1,5 мг/м3. Следовательно, при горении 50 кг мазута в течение 0,5 ч не образуется таких концентраций.  Для SO2 ПДКмр = 0,5 мг/м3. Концентрация, когда можно обнаружить. вещество с помощью обоняния 4∙0,5 = 2 мг/м3. Концентрация токсичного отравления 1000∙0,5 = 500 мг/м3. По вычисленным расчетам максимальная концентрация SO2 1,5 мг/м3. При горении 50 кг мазута в течение 0,5 ч не образуется таких концентраций.  Для CO ПДКмр = 5 мг/м3. По вычисленным расчетам максимальная концентрация CO 0,67 мг/м3. При горении 50 кг мазута в течение 0,5 ч не образуется таких концентраций.  Для NO2 ПДКмр = 0,085 мг/м3. По вычисленным расчетам максимальная концентрация NO2 0,375 мг/м3. При горении 50 кг мазута в течение 0,5 ч не образуется таких концентраций.  Для бензапирена ПДКмр = 0,0001 мг/м3. По вычисленным расчетам максимальная концентрация бензапирена 4,17∙10-8 мг/м3. При горении 50 кг мазута в течение 0,5 ч не образуется таких концентраций бензапирена.  Практическая работа № 2 РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ И КОНЦЕНТРАЦИИ ФЛЕГМАТИЗАТОРА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВА ИЛИ ПОЖАРА Провести расчет концентрационных пределов распространения пламени и минимальной флегматизирующей концентрации вещества. Определить массу флегматизатора СO2, необходимую для предотвращения пожара, взрыва в помещении с заданными размерами. 4 вариант.
Решение: Расчет КПВ проводим по аппроксимационной формуле. Определяем значение стехиометрического коэффициента при кислороде  Таким образом, n = 3. Тогда   Минимальную флегматизирующую концентрацию Смфк вычисляют по формуле:  где  - эмпирический безразмерный параметр, значения которого приведены в справочных таблицах; – концентрация кислорода в воздухе, %; – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания до CO и H2O. где  – число атомов C, H, O в молекуле горючего;F – безразмерная функция, которую вычисляют по формуле  где  ,  ,  ,  – коэффициенты; их значения составляют     Согласно справочным данным для CO2  . Подставляя значения , получаем:  Концентрация горючего в смеси, соответствующей по составу точке флегматизации, вычисляется по формуле  Минимальное взрывоопасное содержание кислорода (МВСК) в объемных процентах рассчитывается по формуле    Найдем объем флегматизатора:  При нормальных условиях плотность углекислого газа 1,913 кг/м3. Следовательно, масса флегматизатора равна  Практическая работа № 4 СОСТАВЛЕНИЕ КАРТ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ ПРИ ПОЖАРАХ Рассчитать концентрацию токсичных веществ на расстоянии от источника выброса: 20, 100, 500, 1000, 2000 м. Составить карту рассеивания вредных веществ. Определить расстояние, на котором концентрация вредного вещества имеет максимальное значение. Оценить безопасное расстояние от центра пожара, при котором концентрация воздуха не превышает норматив ПДКСС. 4 вариант.
Решение: Определим сначала расстояние, на котором концентрация вредного вещества имеет максимальное значение. Это расстояние определяется по формуле:  где F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вещества, F = 1 для газов, мелкодисперсных частиц и аэрозолей, для остальных частиц F = 2-3;       Определим  :   Так как  , то d вычисляем по формуле: Находим  , принимая F = 1, так как оксид серы является газом. Следовательно, на расстоянии 298 м от пожара концентрация вредного вещества будет максимальным. Концентрацию вещества в зависимости от расстояния на оси факела рассчитывают по формуле:  где S – безразмерный коэффициент, равный:     – максимальное значение приземной концентрации вещества при выбросе: M – мощность выброса, г/с; A – коэффициент температурной стратификации атмосферы (A = 140 – 250); m, n – коэффициенты, учитывающие условия выброса.    Теперь находим концентрации вещества при заданных расстояниях от оси факела и заносим данные в таблицу:
Вычисленное нами расстояние, где наблюдается максимальная концентрация вещества 298 м, что соответствует данным таблицы. ПДКсс оксида серы 0,05 мг/ м3. Такая концентрация наблюдается в пределах зоны 0 – 22 м. Следовательно, безопасное расстояние от центра пожара, при котором концентрация в воздухе вредных веществ не превышает ПДКсс равно 0 – 22 м. Практическая работа № 5 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ ПРИ ПОЖАРЕ НА АЗС Произвести расчеты теплового потока от горящего развития, величину индекса зоны теплового излучения, радиус зоны безвозвратных потерь при пожаре, безвозвратные потери среди населения. Начертить график изменения теплового потока пожара от расстояния до очага пожара. В выводе предложить меры по предотвращению разлива нефтепродукта по ГОСТ 12.1.004-91. 4 вариант.
Решение: Примем толщину разлития нефти h = 0,05 м, тогда площадь разлития будет равной Sр = 200 м2. Тепловой поток от горящего разлития на заданном расстоянии от центра разлития вычисляется по формуле:  где Q0 – тепловой поток на поверхности факела, кВт/м2. Для нефти это значение принимается равным 80 кВт/м2; X – расстояние до фронта пламени, м. Определим по этой формуле величины тепловых потоков для разных расстояний и записываем их в таблицу: Расстояние до фронта пламени
 Найдем наибольшие расстояния, на которых будет наблюдаться тепловой поток с заданной величиной по формуле:  Зависимость величины теплового потока от расстояния
Величину индекса дозы теплового излучения определяем из соотношения  Величина индекса дозы теплового излучения
При пожаре разлития нефти форму зоны поражения (для упрощения расчета) принимаем форму концентрического круга, центр которого совпадает с центром площади пожара. Радиус зоны безвозвратных потерь при пожаре разлития определяется по формуле безвозвратных потерь:  Площади зон безвозвратных потерь людей при пожаре разлития нефти:  Плотность населения равна П = 1000 чел/км2. Максимальные людские потери в зоне безвозвратных потерь при пожаре разлития нефти равны:  Меры по предотвращению разлива нефтепродукта. Территория АЗС в районе возможных утечек, потерь нефтепродуктов должна иметь твердое водонепроницаемое покрытие, огражденное по периметру бортиком высотой 200 мм. Территория должна иметь уклон в сторону лотков или колодцев. Покрытие территории должно быть выполнено из материалов, обеспечивающих максимально эффективный сбор проливов нефтепродуктов специальными средствами и защиту почв и подпочвенных грунтовых вод от загрязнения нефтепродуктами. Лотки должны иметь уклон к сборным колодцам через гидравлические затворы. Площадка АЗС должна быть оборудована инженерными устройствами по перехвату максимально возможной аварийной утечки нефтепродуктов в случае разгерметизации топливной емкости автоцистерны. Для сбора аварийной утечки нефтепродуктов АЗС оснащается аварийной емкостью. Объем аварийной емкости должен быть больше объема емкости автоцистерны, стоящей на сливе. Площадка, предназначенная для размещения автоцистерны при сливе нефтепродуктов в резервуары, должна быть забетонирована, обвалована – обвалование должно быть высотой не менее 150 мм. Практическая работа № 6 РАСЧЕТ ЗОН БЕЗОПАСНЫХ РАССТОЯНИЙ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ ЕМКОСТИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ. Произвести расчет зон ЧС при взрыве. Определить степень разрушения деревянных, многоэтажных кирпичных зданий и поражение людей на R = 100 м при взрыве железного котла, = 7,8 г/см3, размеры котла h = 12 м, r = =2.5 м, = 2 см. 4 вариант.
Решение: Определяем энергию взрыва:  где - показатель адиабаты, для азота  ; – атмосферное давление. Рассчитываем массу эквивалентного заряда:  Вычисляем избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии R = 100 м:   Кирпичные и деревянные дома получают слабые разрушения, люди на открытой местности в безопасности (критическое значение избыточного давления для жизни людей 100 кПа). Определяем дальность разлета осколков:   где  – энергия, идущая на разлет осколков; – масса цилиндрического резервуара.    |
