2. Исходные данные для расчёта.

В заготовительном цеху по отрезке заготовок из алюминия на ленточнопильных станках технологией предусмотрено использование в качестве СОЖ технической смеси на основе керосина. В качестве взрывоопасного объекта возьмём ёмкость с керосином объёмом V. Произведём оценку возможных последствий взрыва воздушной смеси паров керосина и воздуха в производственном помещении при аварийном разливе и испарении ёмкости с керосином.

Цех заготовительных операций – одноэтажное производственное здание с размерами в плане LxB и высотой H. Площадь оконных проёмов равна S_оп. Средняя температура в цехе t_п. Цех оборудован аварийной вентиляцией с кратностью воздухообмена А_в. Техническая смесь керосина задана брутто-формулой C_86%H_14%.

Исходные данные	Значение
Молярная масса	μ = 155 гр/моль
Плотность	ρ = 798 кг/м3
Масса жидкости	mж = 140 кг
Температура в цехе	Tп = 293º К
Размеры цеха	LxBxH = 24x12x4 м3
Коэффициент растекаемости жидкости	f =1000
Коэффициенты для расчёта давления насыщенного пара	А”= 6,5 В”= 1420 С”= 242
Кратность вентиляции	Ав= 5
Площадь оконных проёмов	Fобщ = 80 м2
Расстояние до смежного объёкта	Rоб = 20 м
Коэффициент интенсификации горения	A= 4
Процент растворителя жидкости	w = 100 %
Нормальная скорость горения	Uн = 0,498 м/с
Допустимое избыточное давление	ΔPдоп = 5 кПа
Избыточное давление вскрытия	ΔPвск = 2 кПа
Высота предохранительных конструкций	b= 1,5 м
Количество несущих слоёв	d= 4
Толщина несущего слоя	δ1 = 0,003 м
Толщина слоя заполнения	δ2 = 0,07 м
Плотность несущего слоя	γ1 = 2700 кг/м3
Плотность слоя заполнения	γ2 = 50 кг/м3

3. Оценка возможных последствий взрыва паровоздушной смеси в производственном помещении при аварийном разливе емкости.

3.1. Нахождение максимальной теоретической температуры горения.

Будем считать, что:

• концентрация смеси горючего с воздухом – стехиометрическая, т.е. обеспечивается полное сгорание без избытка или недостатка кислорода

• выделяемая при горении энергия идет только на подогрев продуктов сгорания, т.е. процесс горения адиабатический.

Псевдо-химическую формулу горючего – С_wН_m получим на основании брутто-формулы C_86%H_14%.

где: w = = 11,099

m = = 21,528

тогда формула будет иметь вид: С_11,099Н_21,528

Количество молекул кислорода, необходимое для полного сгорания молекулы керосина: β = w+ =16,481

Уравнение реакции горения:

С_11,099Н_21,528 + 16,481(О₂ + 3,84N₂) = 11,099СО₂ + Н₂О + 16,481∙3,84N₂

Расчёт теплоты сгорания керосина произведён по формуле Менделеева:

Q_Н = 339,13∙С + 1031∙Н = 43599,18 кДж

где: С и H – процентные доли углерода и водорода в брутто-формуле.

Коэффициент изменение числа молей в ходе реакции: n= =1,054

где: (Σν_i)_Н = ν_СН+ ν_О+ ν_N = 1 + β + 3,84∙β = 80,768 моль.

(Σν_i)_К = ν_СО+ ν_НО+ ν_N = w + + 3,84∙β = 85,150 моль.

Температура, развиваемая в помещении при изобарно-адиабатическом процессе горения, рассчитывается на основе закона сохранения энергии:

T_P = Т_п+ =2393,1º K

Температура, развиваемая в помещении при изохорно-адиабатическом процессе горения: T_V = Т_п+ =2985,1º K

где: (Σν_i )_к = ν_CO∙ + ν_HO∙ + ν_N∙ =2510,310 кДж/K

(Σν_i )_к = ν_CO∙ + ν_HO∙ + ν_N∙ =3217,906 кДж/K

теплоёмкости Н₂О: = A+ (2400+ Т_п)+ = 44,468 кДж/кг∙K

= - 8,314 = 36,158 кДж/кг∙K

A =30 B =10,71∙10^-3 C =0,33∙10⁵

теплоёмкости СО₂: = A+ (2400+ Т_п)+ = 55,099 кДж/кг∙K

= - 8,314 = 46,789 кДж/кг∙K

A =44,14 B =9,04∙10^-3 C =-8,53∙10⁵

теплоёмкости N₂: = A+ (2400+ Т_п)+ = 33,620 кДж/кг∙K

= - 8,314 = 25,310 кДж/кг∙K

A =27,87 B =4,27∙10^-3 C =0