Исследование пожароопасных свойств метилового спирта

Р_s - давление насыщенного пара, кПа;

t_Р - рабочая (заданная) температура,  ⁰С;

А, В, С - константы уравнения Антуана из справочной литературы.

А=7,3522.

В=1660,454.

С=245,818.

                     Р_s = = 34,8 кПа. 

Тогда:

                            W_исп=10^-6·2,3· ·34,8= 453,03·10^-6 кг/м²·с. 

Ответ: скорость испарения составила 453,03·10^-6 кг/м²·с

( НПБ 105-03) 

4.2. Время образования  минимальной взрывоопасной  концентрации паров  в помещении.

        Из предыдущих расчетов известно, что минимальная взрывоопасная  концентрация паров равна 0,08 кг/м³. 

0,058 кг - 1 м³

mкг     - 1600 м³

m = = 92,8кг - минимальная взрывоопасная концентрация для объёма равного 1600 м³. 

2.Время  образования минимальной взрывоопасной  концентрации выражается из формулы:  

                                      m = W_исп·S_исп·τ_исп. 

Тогда:

                                       τ_исп = ; 

Все данные для этого расчета у нас  имеются. 

                                   τ_исп = = 1865,5 сек. = 31мин.

 

Ответ: в рассмотренном помещении при выбранной аварийной ситуации

            минимальная среднеобъемная взрывоопасная концентрация паров

            в помещении образуется через  31 минуты после аварии. 
 

4.3. Избыточное давление  взрыва газопаровоздушной смеси при выбранной аварийной ситуации.

     Избыточное  давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ (газов и паров ЛВЖ и ГЖ), состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле

     Расчет  избыточного давление взрыва для  индивидуальных веществ производится согласно ГОСТ Р 12.3.047 – 98 и НПБ 105-03.  

                    , кПа.

         Где,

         Р_MAX - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной и паровоздушной смесив замкнутом объеме. Определяется экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать   Р_MAX = 900 кПа.

         Р₀ - начальное давление, кПа. Допускается принимать равным 101,3кПа.

         m - масса горючего газа или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате аварии в помещение.

         Z - коэффициент участия горючего во взрыве. Допускается принимать  значение Z по таблице.

         V_СВ - свободный объем помещения, м³. Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием.

         Если свободный  объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать  равным  80 % геометрического объема помещения.

          

                                           V_СВ = 0,8V_.

                                                          

r_Г - плотность газа или пара при расчетной температуре t_РАСЧ, кг/м³, 

 где  

      , кг/м³, а    , м³/кмоль. 

        Если принять, что  давление в помещении равно нормальному  атмосферному давлению (101,3 кПа) то плотность газа или пара можно рассчитать по следующей формуле:

      , кг/м³,    где 

        М - молярная масса газа или пара, кг/кмоль;

Примечание: Бывают случаи, когда рассчитанная таким образом масса паров превышает массу жидкости. Это говорит о том, что жидкость испарится полностью менее чем за час. В этом случае расчетная масса паров принимается равной массе жидкости.

V₀ - молярный объем при нормальных условиях, равный 22,4 м³/кмоль.

        t_РАСЧ - расчетная температура, ⁰С.   

        С_СТЕХ - стехиометрическая концентрация горючих газов или паров ЛВЖ и ГЖ, % (объемных). Стехиометрическая концентрация вычисляется по формуле

               ,  % , 

Где: 
 

         b - стехиометрический коэффициент кислорода в уравнении реакции горения. Коэффициент b также может быть рассчитан по следующей формуле:

             ,

Где:

        n_C, n_H, n_X,, n_O - число атомов С, Н, О, галогенов в молекуле горючего вещества.

        К_Н - коэффициент, учитывающий негеометричность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_Н = 3.

         Для того, чтобы воспользоваться  этой формулой необходимо рассчитать массу, стехиометрическую концентрацию и свободный объем помещения. По условию время испарения не более часа. 

                  m = W_исп·S_исп·τ_исп = 453·10^-6·200·3600 = 158 кг. 

                 = = 12,3 %. 

                          V_СВ = 0,8V_ПОМЕЩ = 0,8· = 2995,2 м³. 

          =1,25 , кг/м³, 

                       =

= = 17,8кПа. 

Ответ: избыточное давление взрыва газопаровоздушной смеси

            равно 17,8 кПа. 

4.4. Размер взрывоопасной  зоны.

Метод расчета размеров зон, ограниченных НКПР газов и паров, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в помещение регламентируется ГОСТ Р 12.3.047 – 98 и НПБ 105-03.

      Расстояния Х_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР для ГГ и ЛВЖ, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывают по формулам: 

                           Х_НКПР = ,

                           Y_НКПР = ,

                            Z_НКПР = ,

Где:

К₁ – коэффициент, принимаемый равным: 

            1,1314 для горючих газов и

            1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;

К₂ – коэффициент, равный:

            1 для ГГ и

            Т/3600 для ЛВЖ;

Т – продолжительность поступления паров ЛВЖ, с;

К₃ – коэффициент, принимаемый равным:

            0,0253 для ГГ при отсутствии подвижности воздушной среды,

            0,02828 для ГГ при подвижности воздушной среды,

            0,04714 для ЛВЖ при отсутствии подвижности воздушной среды,

            0,3536 для ЛВЖ при подвижности воздушной среды;

l – длина помещения , м;

b – ширина помещения, м;

h – высота помещения, м;

d – допустимые отклонения концентраций при задаваемом уровне значимости. При уровне значимости Q = 0,05 значения d будут равны:

            1,27 для ЛВЖ при работающей вентиляции,

            1,25 для ЛВЖ при неработающей вентиляции,

            1,37 для ГГ при работающей вентиляции,

            1,38 для ГГ при неработающей вентиляции;

С₀ – предэкспоненциальный множитель, % (объемн.), равный: 

                                   С₀ =  

 для  ГГ при отсутствии подвижности  воздушной среды, 

                                 С₀ =  

для ГГ при подвижности воздушной среды,

U – подвижность воздушной среды, м/с; 

                                С₀ =  

для ЛВЖ  при отсутствии подвижности воздушной  среды, 

                              С₀ =  

для ЛВЖ  при подвижности воздушной среды;

С_Н – концентрация насыщенных паров при расчетной температуре, кПа.

С_Н может быть рассчитана по формуле: 

                                     С_Н = ,

 Где:

Р_Н – давление насыщенных паров при расчетной температуре, кПа;

Р₀ – атмосферной давление, равное 101, 3 кПа;

r_п – плотность паров, кг/м³.

Плотность паров r_п рассчитывается по формуле:

r_п = М/V_м, кг/м³.

      При отрицательных значениях логарифмов расстояния Х_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР принимают равным 0.

      Во  всех случаях значения расстояний Х_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР должны быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ. 

В нашем случае при  нерабочей вентиляции: 

           С₀ = = = 13,12

                           С_Н = = = 34,4

Х_НКПР = = = 28 м.

Y_НКПР = = = 14,35м.

Z_НКПР = = = 1,02 м.

при работающей вентиляции:

   Х_НКПР = = = 34 м.

   Y_НКПР = = =17,5 м.

     Z_НКПР = = = 1,24 м. 

(НПБ  105-03 )