6. Взрывопожаробезопасность Задача 6.1. «Расчёт предохранительных конструкций»

Необходимо обеспечить взрывопожарозащиту помещения длиной А, м, шириной В, м и высотой Н, м (см. варианты к задаче «Расчёт искусственного освещения производственного помещения»), размещенного в одноэтажном здании. Предполагается в качестве предохранительных конструкций использовать разрушающиеся стёкла глухого остекления. Колонны и строительные балки занимают примерно 1 % объема помещения. Степень загроможденности помещения располагаемым в нем оборудованием и строительными конструкциями составляет Z = 20 %, причем 60 % оборудования и строительных конструкций являются крупногабаритными* (КГ) и 40 % – малогабаритными** (МГ).

В помещении возможна аварийная ситуация с образованием смеси (см. вар). Давление и температура воздуха в помещении до аварийной ситуации равны Р₀=101,3 кПа и Т₀=293 К.

Степень заполнения объема помещения смесью и участия ее во взрыве µ₀=1. Коэффициент, учитывающий влияние степени заполнения объема помещения на величину предохранительные конструкции (ПК), β=1.

Исходные данные по варианту приведены в Приложении1, табл. 8.

1. Объем помещения, м³,

(63)

2. Свободный объем помещения, м³,

. (64)

3. Согласно Приложению 2, табл. 6 принимаются характеристики горючей смеси:

плотность при максимальной скорости пламени ρ_max , кг/ м³;

степень теплового расширения продуктов горения смеси при максимальной скорости пламени ε _Pmax;

степень сжатия продуктов горения при взрывном горении в замкнутом объеме помещения при максимальной скорости пламени ε _Cmax;

возможная максимальная нормальная скорость пламени U_Hmax;

плотность смеси при концентрации горючего, соответствующего НКПР пламени, ρ_НКП кг/ м³;

степень теплового расширения продуктов горения смеси при концентрации горючего, соответствующего НКПР пламени, ε _РНКП;

степень сжатия продуктов горения смеси при концентрации горючего, соответствующего НКПР пламени, ε _СНКП.

* Крупногабаритными считаются оборудование и строительные конструкции, размеры которых по ширине, высоте и длине более 1,5 м.

** Малогабаритными считаются оборудование и строительные конструкции, если они или их отдельные элементы, которые могут рассматриваться как самостоятельные преграды на пути распространения пламени, имеют размеры по ширине, высоте и длине не более 0,75 м или при относительно большой длине (например, трубопроводы, колонны, элементы стержневых систем и т.п.) имеют наибольший размер поперечного сечения, не превышающий 0,75 м.

4. Вычисляются расчетные характеристики ацетоновоздушной смеси:

а) нормальная скорость пламени, м/с,

; (65)

б) степень сжатия продуктов горения смеси

; (66)

в) плотность смеси в помещении перед воспламенением, кг/ м³,

. (67)

5. Показатель интенсификации взрывного горения α_г определяется по таблице 6.1 в зависимости от объема помещения V и степени загроможденности помещения Z: для малогабаритного оборудования α_г^мг=10, крупногабаритного - α_г^кг=6, а в целом по рассматриваемому помещению

. (68)

6. Допустимое избыточное давление в помещении принимаем Р_доп=5 кПа.

7. Коэффициент, учитывающий влияние формы взрывопожароопасного помещения и эффекта истечения продуктов горения ацетоновоздушной смеси на величину ПК,

. (69)

8. Требуемая площадь ПК, м²,

. (70)

Таблица 6.1

Показатель интенсификации взрывного горения

Z, %	Показатель интенсификации взрывного горения αг в зависимости от объема помещения V
	100		1000		10000		100000 и более
	МГ	КГ	МГ	КГ	МГ	КГ	МГ	КГ
≤ 3	4	4	5	5	6	6	7	7
6	5	4	7	5	10	6	15	10
10	5	4	8	5	15	8	25	15
≥ 15	6	4	10	6	18	10	30	20

9. Расчетная скорость распространения пламени, м/с,

. (71)

Если расчетная скорость распространения пламени газовоздушной смеси не превысит 30 м/с, следовательно, использование ПК для снижения избыточного давления в рассматриваемом помещении до допустимого значения, равного 5 кПа, эффективно.