Практическое задание 4
по учебному курсу «Пожарная безопасность технологических процессов»
Вариант ____ (при наличии)
Студент |
(И.О. Фамилия) |
|
Группа |
|
|
Ассистент |
(И.О. Фамилия) |
|
Преподаватель |
(И.О. Фамилия) |
|
Тольятти 20__
Бланк выполнения задания 4
Порядок определения параметров взрывопожарной опасности горючих газов
Действие |
Решение |
1. Исходные данные |
|
2. Определить давление взрыва паровоздушной смеси |
|
3. Определить категорию пожароопасности участка |
|
Практическое задание № 5. Порядок определения параметров взрывопожарной опасности легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
Тема 3.1. Пожарная безопасность химических процессов
Цель работы. Получение практических навыков определения параметров взрывопожарной опасности паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
Теоретический материал
Расчет параметров взрывопожарной опасности легковоспламеняющихся и горючих жидкостей представлен в соответствии с положениями с СП 12.13130.2009 «Свод правил. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».
Избыточное давление взрыва ΔP для паров ЛВЖ и ГЖ определяется с помощью расчетной формулы (А.1) из СП 12.13130.2009 и формул (13 – 22) из пособия по применению СП 12.13130.2009, в зависимости от состава горючих компонентов. Указанные документы размещены в папке курса «Дополнительные материалы».
Избыточное давление взрыва также можно определить по формуле 1 из задания 4.
При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация одной емкости (аппарата) и разлив ЛВЖ или ГЖ по полу помещения, исходя из условия для невязких жидкостей, что 1 л разливается на 1 м2 пола помещения.
Определяется
значение стехиометрического коэффициента
кислорода в реакции сгорания
и рассчитывается стехиометрическая
концентрация паров ЛВЖ и ГЖ Cст
(%) по формуле
, (1)
где – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
– число атомов C, H, O и галоидов в молекуле горючего.
Далее определяются молярная масса вещества (по № варианта), константы уравнения Антуана: A; B; Cа, и химическая формула ацетона. Показатели пожарной опасности ЛВЖ и ГЖ представлены в папке «Дополнительные материалы», файл «Показатели пожарной опасности некоторых индивидуальных веществ».
Определяем плотность паров жидкости по формуле
, (2)
где M – молярная масса, м3/кмоль ;
– мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль
;
– расчетная температура, °C.
За расчетную температуру принимается максимальная температура наружного воздуха в населенном пункте (климатической зоне), согласно СНиП 23-01-99, принимаем tр = 32 °C.
Далее определяется свободный объем помещения Vсв (м3). Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то допускается условно принимать его равным 80 % геометрического объема помещения.
Интенсивность испарения W определяется для не нагретых выше расчетной температуры (окружающей среды) ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
, (3)
где
– коэффициент, принимаемый по таблице
5.1 в зависимости от скорости и температуры
воздушного потока над поверхностью
испарения;
– давление насыщенного пара при расчетной
температуре жидкости расчётным путём
определяется по формуле
, (4)
где A, B и Cа – значения констант Антуана.
Масса паров жидкости, поступивших в помещение, m рассчитывается по формуле
, (5)
где T – длительность испарения жидкости, принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
Определяем избыточное давление взрыва ∆Р.
Категорию помещения устанавливают путем сравнения, найденного в расчетах избыточного давления взрыва ΔP в помещении с нормативным значением.
Таблица 5.1
Значение коэффициента ŋ в зависимости от скорости и температуры воздушного потока
Скорость воздушного потока в помещении, м/с |
Значение коэффициента эта при температуре t, °C, воздуха в помещении |
||||
10 |
15 |
20 |
30 |
35 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,1 |
3 |
2.6 |
2.4 |
1.8 |
1.6 |
0,2 |
4.6 |
3.8 |
3.5 |
2.4 |
2.3 |
0,5 |
6.6 |
5.7 |
5.4 |
3.6 |
3.2 |
1,0 |
10 |
8.7 |
7.7 |
5.6 |
4.6 |
Рекомендации по выполнению задания
1. Изучить теоретический материал и образец выполнения задания.
2. Выбрать вариант задания (таблица 5.2). Выбор варианта осуществляется по аналогии с заданием 4 (таблица 4.3).
3. Определить параметры взрывопожарной опасности паров ЛВЖ и ГЖ и категорию помещения по взрывопожарной и пожарной опасности согласно приведенному примеру и варианту задания.
4. По результатам проведенного анализа сделать вывод об отношении предложенного помещения к категории по взрывопожарной опасности.
5. Оформить отчёт на бланке выполнения задания 5 в соответствии с образцом.
Таблица 5.2
Варианты заданий
№ варианта |
Размеры участка |
Вещество |
V, м3 |
||||
длина, l,м |
ширина,b, м |
высота, h, м |
|||||
1 |
60 |
20 |
15 |
Амилацетат |
16 |
||
2 |
50 |
24 |
12 |
Амилен |
10 |
||
3 |
40 |
15 |
10 |
н-Амиловый спирт |
8 |
||
4 |
70 |
30 |
16 |
Анилин |
20 |
||
5 |
35 |
40 |
9 |
Ацеталь-дегид |
24 |
||
6 |
55 |
18 |
13 |
Ацетон |
18 |
||
7 |
75 |
22 |
11 |
Бензиловый спирт |
12 |
||
8 |
25 |
37 |
17 |
Бензол |
26 |
||
9 |
65 |
41 |
8 |
н-Бутил-ацетат |
14 |
||
10 |
45 |
35 |
12 |
втор-Бутил-ацетат |
22 |
||
11 |
20 |
20 |
15 |
н-Бутиловый спирт |
25 |
||
12 |
80 |
28 |
14 |
н-Гекса-декан |
9 |
||
13 |
30 |
34 |
9 |
н-Гексан |
27 |
||
14 |
60 |
25 |
11 |
н-Гексиловый спирт |
21 |
||
15 |
52 |
40 |
12 |
Гептан |
17 |
||
16 |
38 |
22 |
10 |
Гидразин |
30 |
||
17 |
46 |
37 |
13 |
Глицерин |
10 |
||
18 |
77 |
32 |
8 |
Декан |
20 |
||
19 |
28 |
18 |
9 |
Дивиниловый эфир |
19 |
||
20 |
40 |
30 |
10 |
N, N-Диметил-формамид |
18 |
||
21 |
50 |
24 |
12 |
1,4-Диоксан |
10 |
||
22 |
65 |
18 |
12 |
1,2-Дихлор-этан |
10 |
||
23 |
28 |
39 |
18 |
Диэтиламин |
30 |
||
24 |
20 |
30 |
15 |
Диэтиловый эфир |
20 |
||
25 |
45 |
35 |
12 |
н-Додекан |
22 |
||
26 |
81 |
30 |
15 |
Изобутиловый спирт |
15 |
||
27 |
35 |
39 |
10 |
Изопентан |
31 |
||
28 |
50 |
21 |
15 |
Изопропил-бензол |
13 |
||
29 |
60 |
32 |
12 |
Изопропиловый спирт |
23 |
||
30 |
60 |
41 |
9 |
м-Ксилол |
18 |
||
31 |
30 |
22 |
11 |
о-Ксилол |
12 |
||
32 |
23 |
18 |
7 |
п-Ксилол |
21 |
||
33 |
35 |
21 |
6 |
Метиловый спирт |
14 |
||
34 |
25 |
20 |
10 |
Метилпро-пилкетон |
15 |
||
35 |
40 |
30 |
8 |
Метилэтил-кетон |
18 |
||
36 |
50 |
30 |
5 |
н-Нонан |
26 |
||
37 |
40 |
14 |
6 |
н-Октан |
20 |
||
38 |
30 |
25 |
10 |
н-Пентан |
28 |
||
39 |
50 |
20 |
6 |
Пиколин |
30 |
||
40 |
25 |
30 |
9 |
Пиридин |
14 |
||
41 |
35 |
28 |
3 |
н-Пропиловый спирт |
18 |
||
42 |
75 |
22 |
10 |
Серо-углерод |
12 |
||
43 |
25 |
37 |
7 |
Стирол |
26 |
||
44 |
65 |
41 |
8 |
Тетрагид-рофуран |
14 |
||
45 |
45 |
35 |
7 |
н-Тетра-декан |
22 |
||
46 |
20 |
20 |
5 |
Толуол |
25 |
||
47 |
80 |
28 |
8 |
Уксусная кислота |
9 |
||
48 |
30 |
34 |
9 |
н-Ундекан |
27 |
||
49 |
60 |
25 |
11 |
Хлор-бензол |
21 |
||
50 |
52 |
40 |
12 |
Этиловый спирт |
17 |
||
Образец выполнения задания 5
Исходные данные:
1. Помещение складирования ацетона. В помещении хранится десять бочек с объемом ацетона в каждой по Vа = 80 л = 0,08 м3. Размеры помещения L x S x H = 12 x 6 x 6 м. Объем помещения Vп = 432 м3. Свободный объем помещения Vсв = 0,8·432 = 345,6 м3. Площадь помещения F = 72 м2.
2. Молярная масса ацетона M = 58,08 кг·кмоль-1. Константы уравнения Антуана: A = 6,37551; B = 1281,721; Cа = 237,088. Химическая формула ацетона C3H6O. Плотность ацетона (жидкости) ρж – 790,8 кг/м3 Температура вспышки ацетона tвсп = –18 °C.
Таблица 5.3
Расчет избыточного давления взрыва водорода в аккумуляторных помещениях
Действие |
Описание (расчёт) |
1. Обоснование расчетного варианта аварии |
1.1. При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается разгерметизация одной бочки и разлив ацетона по полу помещения, исходя из условия, что 1 л ацетона разливается на 1 м2 пола помещения |
1.2. За расчетную температуру принимается максимальная температура наружного воздуха в населенном пункте (климатической зоне), согласно СНиП 23-01-99 tр = 32 °C |
|
2. Расчет параметров взрывопожарной опасности |
2.1. По формуле (2) определяется значение плотности паров ацетона при расчетной температуре tр = 32 °C:
|
2.2. Используя формулу (4), определяем значение давления насыщенных паров ацетона Pн = 40,95·кПа |
|
2.3. По формуле (3) определяем значение интенсивности испарения ацетона:
|
|
2.4. Расчетная площадь разлива содержимого одной бочки ацетона составляет: Fи = 1,0·Vа = 1,0·80 = 80 м2 Поскольку площадь помещения F = 72 м2 меньше рассчитанной площади разлива ацетона Fи = 80 м2, то окончательно принимаем Fи = F = 72 м2 |
|
2.5. Масса паров ацетона, поступивших в помещение, m рассчитывается по формуле (5): m = 3,1208·10-4·72·3600 = 80,891 кг. В этом случае испарится только масса разлившегося из бочки ацетона:
|
|
3. Расчет избыточного давления взрыва паров ацетона |
Избыточное давление взрыва ΔР определяем формуле (20) пособия по применению СП 12.13130.2009, которое будет равно:
|
4. Определение категорий помещений
|
Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным в табл.1 СП 12.13130.2009, от наиболее опасной (А) к наименее опасной (Д). Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, помещение складирования ацетона относится к категории А |
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тольяттинский государственный университет»
____________________________________________________________
(институт)
____________________________________________________________
(кафедра)