|
|
задачи ОБПХН (2). Задача 1 Условие
Задача 1.1.1
|
Условие:
По условиям ведения технологического процесса в смеситель поступают ГГ и воздух. Вид горючего, расходы компонентов ( и  ) и температура образовавшейся смеси ( ) приведены в таблице 1.1.1 Дать заключение о горючести газовоздушной смеси в аппарате при условии, что давление в системе не меняется и близко к атмосферному
|
Дано:
 ;
 ;
аммиак
Найти:  , , -?
|
Решение:
 )
 )
где  - нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени при рабочей температуре, об. доли (% об. или кг/м3); - рабочая температура среды в аппарате,  .
Значения и при нормальных условиях ( ,
 Па) приведены в приложении 1:
 ; 
Определяем нижний концентрационный предел распространения пламени окиси углерода при температуре  :
Определяем верхний концентрационный предел распространения пламени окиси углерода при :
Определяем действительную (рабочую) концентрацию окиси углерода из материального баланса аппарата:
 , т.е. не выполняется условие образования горючей среды:  , и в связи с этим, вероятность возникновения горючей среды минимальна или полностью отсутствует, т.к. по условиям ведения технологического процесса не подается окислитель.
|
Вывод: область распространения пламени аммиачно- воздушной смеси до составит 0,105-0,411 об. доли.
|
Задача 1.2.1
|
Условие: Определить среднюю концентрацию паров (газов) в производственном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. В производственном процессе используется герметичное оборудование, работающее под давлением.
|
Дано:
;
L B H
|
Решение:
Среднеобъемная концентрация горючего газа в воздухе производственного помещения при наличии воздухообмена определяется по формуле:
Σ - суммарная масса газов или паров, поступающих в помещение из всего технологического оборудования, кг;
Vcв – свободный объем помещения:
Vcв = 0,8 L*S*H = 0,8*20*10*4 = 640 м3 .
Интенсивность утечек паров и газов из работающего под давлением герметичного оборудования через капиллярные каналы в прокладках, сальниках, сварных швах и других местах на аппаратах и трубопроводах определяют по формуле:
Ки – коэффициент, учитывающий степень износа оборудования, Ки =2;
Кр – коэффициент, зависящий от давления среды в аппарате; значения Кр приведены в таблице 2.2 (теоретическая часть):
Для определения коэффициента Кр при рабочем давлении рр = 0,2 МПа, определим значение этого коэффициента при:
рр = 41·105 Па Кр = 6.94·10-5;
рр = 161·105 Па Кр = 8,06·10-5.
На ограниченном отрезке 41·10-5 - 161·10-5 Па можно принять линейный закон изменения величины Кр и использовать метод линейной интерполяции для его определения при рр = 5·105.
Кр = 6.94·10-5 +(5·105 - 2·105)*
Интенсивность утечек метанола:
I=2*6.98*10-5*6,5
Массу выделяющихся из герметичного оборудования газов или паров за определенный период работы определяют по формуле:
Тогда среднеобъемная концентрация горючего газа в воздухе производственного помещения при наличии воздухообмена равна:
|
Вывод: среднеобъемная концентрация горючего газа в воздухе производственного помещения при наличии воздухообмена равна 23,4 *10-5
|
Задача 1.3.1
|
Условие:
Определить объем зоны взрывоопасных концентраций, который может образоваться вследствие полного испарения выходящей наружу горючей жидкости при локальном повреждении днища аппарата (авария ликвидирована через 10 минут). Вентиляция в помещении отсутствует.
|
Дано:
толуол
 мм;
 МПа;
 ;
 ;
 с;
 м3.
Найти:  –?
|
Решение:
Определяем сечение отверстия, черед которое вещество выходит наружу по формуле:
 м2
Определяем избыточное давление среды в аппарате над поверхностью жидкости по формуле:
 Па
Определяем приведённый напор, под действием которого происходит истечение жидкости через отверстие по формуле:
 м
Определяем скорость истечения жидкости через отверстие в трубопроводе или корпусе аппарата при постоянном давлении по формуле:
 м/с,
где  – 9.81 м/с2 – ускорение силы тяжести
Определяем массу выходящих наружу веществ при локальных повреждениях аппаратов по формуле:
 кг
где  – коэффициент расхода, изменяющийся в пределах 0,4;
 – сечение отверстия, черед которое вещество выходит наружу, м2;  – скорость истечения вещества из отверстия, м/с;
 – плотность вещества, кг/м3;  – длительность истечения, с.
 м3
 кг/м3
Определяем объем местной зоны ВОК по формуле:
 м3
|
объем местной зоны взрывоопасных концентраций 5680 м3
|
Задача 2.1.1
|
Условие: Определить гасящий диаметр отверстий сетчатого огнепреградителя, установленного на линии аварийного сброса ГГ
|
Дано:
 ;
|
Решение:
Составляем уравнение реакции горения этилена в воздухе:
Определяем объемную долю ϕг горючего в стехиометрической концентрации:
 =0.065
Определяем коэффициент теплопроводности 2-х компонентной гавоздушной смеси по формуле:
λ=0,065*2*10-2+(1-0,065)*2,59*10-2=2,55*10-2 Вт
Определяем удельную теплоемкость горючей смеси по формуле (4.5)
 *Ср.г.+(1
Определяем газовую постоянную для смеси по формуле (4.4):
Для обеспечения надежности гашения пламени фактический диаметр d каналов должен быть меньше критического в «Кн» раз:
 =1,44/2=0,72 мм
|
Вывод: гасящий диаметр отверстий сетчатого огнепреградителя, установленного на линии аварийного сброса ГГ равен 0,72 мм
|
Задача 2.2.1
|
Условие: Определить время аварийного опорожнения цилиндрического аппарата постоянного по высоте сечения (слив самотеком) и продолжительность аварийного слива
|
Дано:
t=20°С
Н=2,5 м
e=0,8
d=70
ΔH=8 m
Толуол
|
Решение:
Продолжительность слива определяется по формуле:
где - продолжительность аварийного слива, с;
τопор - продолжительность опорожнения аппарата, с;
τоп - продолжительность операций по приведению системы слива в действие, с;
τ - допустимая продолжительность аварийного режима, с.
Определяем продолжительность опорожнения аппарата:
Так как слив производится самотеком, то:
Н1 = ∆Н= 8 м
Нпр2 = ∆Н – εН = 8 – 0,9 ∙ 2 = 6,2 м
f вых=
 =3.14
τ сл=685,1+300=985,1 с
|
Вывод: время аварийного опорожнения цилиндрического аппарата – 985,1 с
|
Задача 2.3.1
|
Условие: Определить требуемую площадь мембранного взрывного предохранительного устройства и толщину мембраны для аппарата с ЛВЖ , в паровоздушном (газовом) пространстве, которого (при определенных условиях эксплуатации) образуются взрывоопасные концентрации
|
Дано:
Vг=5
Рр=0,65
tсм=30
t=20°С
Толуол
|
Решение:
Составляем уравнение реакции горения:
C7H8+9(O2+3,76N2)=7CO2+4H2O+9*3,76N2
2. Определяем объём газообразных продуктов взрыва:
где Рр=6.5·105 Па – по условию;
Рс=Рбар=1·105 Па – по условию;
Тр=273+30=303 К – по условию;
Sni=1+9*376=34,84 моля;
Smi=7+4+9·3,76=44,84 моля.
Определяем теплоту сгорания исходной смеси при Тр=303 К
 0.0228
 0.258
 0.971
0.971*303=121167.6 кДж/Кмоль
Предварительно принимаем температуру взрыва Твзр =2000 оК. Определяем состав продуктов сгорания:
CCO2=60.71
CH2O=50.28
CN2=36.01
Предварительно принимаем температуру взрыва Твзр =2500 оК. Определяем состав продуктов сгорания:
CCO2=61.96
CH2O=52.58
CN2=36.67
Методом линейной интерполяции определяем Tвзр:
 =2380 К
Определяем объем газообразных продуктов взрыва по формуле:
где Tвзр – температура взрыва, К;
Тр – температура горючей смеси, К;
Σmi, Σni – количество молей (соответственно) продуктов сгорания и исходной горючей смеси;
Рр – рабочее давление в аппарате, Па;
Рс – давление окружающей среды, Па;
Определяем время достижения максимального давления взрыва, как для сосуда небольшого размера:
Определяем скорость истечения перегретых газов через отверстие:
 = =0.079
Определяем универсальную газовую постоянную:
 =280,7
 *Mi
M=0.156*44.01+0.089*18.02+0.755=29.62
Определяем скорость движения истечения:
Удельная рабочая площадь мембраны:
 =
 =0,147*5=0,74
Определяем толщину мембраны:
 *d*10-8*K
 =0,97
 =1,033*5*105*0,9*10-8*0,33=0,54 см
|
Вывод: толщина мембраны - 0,54
площадь мембраны - 
| |
|
|
Скачать 52.91 Kb.