На главнуюКарта сайта
УслугиНаши лицензииО компанииОтзывыПрограммное обеспечениеСредства спасения МГН

Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

Избыточное давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, С1, Вr, I, F, определяется по формуле

(1)

где Рmax - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями. При отсутствии данных допускается принимать Рmax равным 900 кПа; Р0 - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); т - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (6), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (11), кг; Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению. Допускается принимать значение Z по табл. 2; Vсв - свободный объем помещения, м3; r г,п - плотность газа или пара при расчетной температуре tp, кг× м-3, вычисляемая по формуле

(2)

где М - молярная масса, кг× кмоль-1; v0 - мольный объем, равный 22,413 мкмоль-1; tp - расчетная температура, °С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры tp по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61°С; Сст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле

(3)

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; nC, nн, no, nX - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего; Кн коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным 3.

Табл. 2.

Вид горючего вещества

Значение Z

Водород

1,0

Горючие газы (кроме водорода)

0,5

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше

0,3

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля

0,3

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля

0

Расчет DР для индивидуальных веществ может быть выполнен по формуле

(4)

где Нт - теплота сгорания, Дж× кг-1; r в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т0, кг× м-3; Ср - теплоемкость воздуха, Дж× кг-1× К-1 (допускается принимать равной 1,01× 103 Дж× кг-1× К-1); Т0 - начальная температура воздуха, К.

В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы т, входящей в формулы (1) и (4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле

К = АТ + 1, (5)

где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с-1; Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с.

Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле

т = (Va + Vт) r r, (6)

где Vа - объем газа, вышедшего из аппарата, м3; Vт - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.

При этом

Vа = 0,01Р1V, (7)

где P1 - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;

Vт = V + V, (8)

где V - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;

V = qT, (9)

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., мс-1; Т - время, с;

V2т = 0,01 p Р2(r21L1 + r22L2 + ... + r2nLn), (10)

где P2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения

т = тр + темк + тсв.окр., (11)

где mр - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; темк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; тсв.окр масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в формуле (11) определяется по формуле

m = W Fи T, (12)

где W - интенсивность испарения, кг× с-1× м-2; Fи - площадь испарения, м2, определяемая в зависимости от массы жидкости тп, вышедшей в помещение.

Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (11) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.

Масса тп, кг, вышедшей в помещение жидкости.

Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W no формуле

W = 10-6 h Pн (13)

где h - коэффициент, принимаемый по табл. 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; Рнtр, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа. давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости

Табл. 3.

Скорость воздушного потока в помещении, 
м× с-1

Значение коэффициента h при температуре t, ° С, воздуха в помещении

    

10

15

20

30

35

0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

0,1

3,0

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

10,0

8,7

7,7

5,6

4,6