3. Приклад виконання контрольної роботи.
Провести прогноз можливої обстановки яка може скластися при випарі етилацетату у приміщенні цеху №20 із поверхні розливу 350 м2, якщо час випару склало 40 хв., швидкість вітру 1,5 м/с, задана температура 18оС. У цеху №20 кількість працюючих – 12 чоловік, у сусідніх будинках: цех №14 – 9 чол., цех №13 – 9 чол., цех №18 – 9 чол. А також провести розрахунок сил та засобів для гасіння пожежі та проведення аварійно-рятувальних робіт. Організувати гасіння пожежі.
Варіант виїзду пожежно-рятувальних підрозділів №1, варіант водопостачання К-150 (Н=0,6 МПа), кількість піноутворювача на об’єкті – 10 т.
Рішення:
З довідників або з додатків виписуємо такі параметри:
Нижня концентраційна межа поширення полум'я дорівнює он = 2%, константи Антуана А = 6,2267; В = 1244,95; Са = 217,88, температура спалаху рідини tспал= - 3 оС (т.1 додаток 2).
3.1. Проводимо розрахунок температури при вибуху пари.
3.1.1. Складаємо рівняння реакції горіння:
C4H8O2 + 5(О2 + 3,76N2) = 4CO2 + 4H2O + 5*3.76N2
= 4 + 2 - 1 = 5
3.1.2. Визначаємо теоретичне число молів продуктів горіння опг:
опг= 4 + 4 + 5·3,76 = 26,8 моль/моль.
3.1.3. Визначаємо теоретичне число молів початкової суміші ісх:
ісх = 1 + 5·4,76 = 24,8 моль/моль.
3.1.4. Визначаємо нижчу теплота згоряння етилацетату:
Qн = 4 · (-393,78) + 4 · (-241,84) - 442,9 = 2099,58 кДж/моль,
де: НfCO2 = - 393,78 кДж/моль;
НfН2О= - 241,84 кДж/моль;
Нf – таблиця 3 додаток 2
кДж/кг.
3.1.5. Визначається внутрішня енергія початкової суміші:
n = 26,8 – 24,8 = 2 моль/моль,
n = vпг0 – vвих,
Uвиб = 2099,58 + 2 · 8,314 · 10-3 · 293 = 2104,45 кДж/моль.
3.1.6. Визначаємо середній тепловміст продуктів вибуху Uср:
кДж/моль.
3.1.7. Орієнтуючись на внутрішню енергію азоту, визначаємо температуру вибуху у першому наближенні Т1 = 3000 К (таблиця 4 додаток 3).
3.1.8. Визначаємо внутрішню енергію продуктів вибуху Uпг1 при температурі вибуху Т1:
Uпг1 = UСО2 · n СО2 + UН2О · nН2О + UN2 · nN2,
Uпг1 = 137,72 · 4 + 113,18 · 4 + 76,92 · 5 · 3,76 = 2449,7 кДж/моль.
Так як Uпг1 опинилося більше ніж Uвиб, приймаємо друге значення температури Т2 менше ніж Т1.
3.1.9. Визначаємо температуру вибуху у другому наближенні виходячи з того, що друге значення Т2 = 2600 К.
3.1.10. Визначаємо внутрішню енергію продуктів вибуху Uпг2 при температурі вибуху Т2:
Uпг2= 116,19 · 4+ 93,95 · 4 + 65,44 · 5 · 3,76 = 2070,8 кДж/моль.
Так як Uпг2 опинилося менше ніж Uвиб, температуру вибуху можна визначити методом лінійної інтерполяції.
3.1.11. Визначаємо температуру вибуху методом лінійної інтерполяції;
К.
3.2. Проводимо розрахунок маси рідини, що випарувалася.
3.2.1. Визначаємо тиск насичених парів рідини по рівнянню Антуана:
t = 18 оС,
3.2.2. Визначаємо інтенсивність випару етилацетату:
Iвип = М · Рн.п (0,734 + 1,637 · vветр) · 10-6
де: М – мольна маса речовини, кг/кмоль,
М = 12 · 4 + 1 · 8 + 16 · 2 = 88 кг/кмоль
Iвип = 88 · 7,6 · (0,734 + 1,637 · 1,5) ·10-6 = 2,13 · 10-3 кг/(м2·с).
3.2.3. Визначаємо масу рідини, що випарувалася:
mпар = Iвип · Sвип · вип= 2,13 · 10-3 · 350 · 40 · 60 =1789 кг.
3.3. Визначаємо радіус зони загазованості при випарі рідини.
3.3.1. Щільність парів:
.
3.3.2. Константа випару:
К= 40/60 = 0,67.
3.3.3. Радіус зони загазованості:
м
3.4. Визначаємо тротиловий еквівалент вибуху пари газової суміші.
3.4.1. Маса речовини, що бере участь у вибуху визначаємо при умовах, що Z – приймається рівним 0,3:
mпр = 1789* 0,3 = 536,7 кг.
3.4.2. Тротиловий еквівалент вибуху:
Wтнт =23865,7 536,7 10-5 = 128,08 кг.
3.5. Визначаються параметри вибуху.
3.5.1. Визначаємо радіус вогненної сфери:
.
3.5.2. Визначаємо час життя вогненної сфери:
.
3.5.3. Визначаємо радіус вражаючої дії ударної хвилі для людей Р = 12 кПа:
,
і для будівельних споруджень Р = 50 кПа (зона повних руйнацій)
,
Р = 30 кПа (зона сильних руйнацій)
,
Р = 20 кПа (зона середніх руйнацій)
,
Р = 10 кПа (зона слабких руйнацій)
.
3.6. Визначаємо радіус поразки відкритих ділянок шкіри та сітківки очей тепловим випромінюванням при запаленні пари газової суміші.
3.6.1. Для шкіряного покрову людини:
.
3.6.2. Для сітківки очей людини:
.
3.6.3. Визначаємо кількість втрат серед робітників об’єкту (таблиця 1 додатку 3):
цех №20 – 20 чоловік, з них:
60% – тобто 12 чоловік – безповоротні;
40% – тобто 8 чоловік – санітарні;
цех №14 – 5% - тобто одна особа.