Задача №4

Определить категорию помещения, в котором размещается технологический процесс с использованием ацетона. Ацетон находится е аппарате объёмом V_{аппарата} = 0,8 м³, а сам аппарат в помещении объемом V_{помещения} = 700 м³. Основные строительные конструкции здания железобетонные (∆Р_ДОП = 25 кПа). Кратность аварийной вентиляции 10 ч ^{- 1}. Температура ацетона 293°К. Плотность ацетона ρ := 792кг/м³.

Дано:

l_{напорного} = 2 м - длина напорного трубопровода;

l_{обводящего} = 4 м – длина обводящего трубопровода;

d = 0,04м - диаметр напорного и обводящего трубопровода;

скорость воздушного потока при работе аварийной вентиляции равна м/с – 2,4.

Решение:

1. Допустим что, время автоматического отключения 2 мин, а производительность насоса 0,01 м³. Тогда объём ацетона, вышедшего из трубопроводов составляет:

V_{из_трубопровода} = q · + · L₁ = 0,01 · 2 + · 6 =

= 0,028 м³.

где L₁ = ℓ_нап + ℓ_обв = 2 + 4 = 6 м.

2. Объём поступившего ацетона в помещение:

V_{розлива} = V_{из_трубопровода} + V_{аппарата} = 0,028 + 0,8 = 0,828 м³.

3. Площадь разлива ацетона S принимается равной 340 м².

4. Масса разлившегося ацетона:

m_{розлива} = V_{розлива} · ρ = 0,828 · 792 = 655,8 кг.

5. Интенсивность испарения равна:

W = 10⁶ · · · Р_Н,

где Р_Н = 24,54 кПа- давление насыщенного пара при расчётной температуре;

М = 50,08 кг/кмоль - молярная масса;

= 7,7 - коэффициент принимаемый по таблице в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения.

W = 10^-6 · · · Р_Н = 10^-6 · 7,7 · · 24,54 =

= 1,337 · 10^-3 кг·с^-1·м^-2.

6. Время испарения ацетона с поверхности 340 м² составляет:

Т = = 1443 с;

Т = 0,40 час.

7. Плотность паров при расчётной температуре t_р°.

ρ_gp = ,

где V₀ = 22,413 м³/кмоль – мольный объем;

ρ_gp = = 1,826 кг/м³.

Стехиометрическая концентрация паров ацетона из условия равна С_ct = 4,91.

Свободный объем помещения:

V_{свободный} = 0,8 · V_{помещения} = 0,8 · 700 = 560 м³.

10. Масса паров ацетона, образующихся при аварийном режиме и работе аварийной вентиляции:

m = ,

где К= А · Т + 1 = 1,56 – коэффициент, применяемый при расчете массы ГГ или паров ЛВЖ или ГЖ при наличии аварийной вентиляции с автоматическим пуском.

m = = = 58,69 кг.

11. Избыточное давление взрыва ∆Р при аварийной ситуации:

∆Р = (Р_max – P₀) · ,

где К_И = 3 - коэффициент учитывающий негерметичность помещения;

Z = 0,3 - коэффициент участия горючего во взрыве;

P₀ = 101 кПа - начальное давление;

Р_mах = 900 кПА - максимальное давление взрыва.

∆Р = (900 - 101) · = 65,39 кПа.

12. Пожарная нагрузка:

Q = Y_а · Q_na.

Y_а = 655,8 кг - количество ацетона пожарной нагрузки;

Q_na = 20 МДж/'кг - низшая теплота сгорания ацетона;

Q = 655,8 · 20 = 13116 МДж.

13. Удельная пожарная нагрузка:

q = = 38,6 МДж·м².

Сравнивая полученные значения q = 34,8 МДж·м² с приведенными в табл.5.4 [3] данными, помещение по взрывоопасности откосим к категории В4.