Министерство образования Российской Федерации

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра АТиТ

Расчетно-графическая работа

“ Метод расчета избыточного давления, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей в помещении ”

Выполнил: ст.гр. ПБ-302

Худяков Ю.Ю.

Проверил: Лазунов Д.Л.

Уфа-2005

Задание на расчетно-графическую работу

Через помещение, свободный объем которого проходит трубопровод с проходным сечением диаметром d, по которому транспортируется газ с расходом при нормальных условиях и с максимальным давлением . Трубопровод оснащен системой автоматического отключения со временем срабатывания и с обеспечением резервирования ее элементов. Длина отсекаемого участка трубопровода . Максимальная возможная температура для данной климатической зоны t.

Рассчитать избыточное давление, температуру и состав продуктов сгорания при горении газовоздушной смеси, возникающем при аварийной разгерметизации трубопровода в производственном помещении.

Произвести оценку возможной степени поражения здания при необходимости обозначить меры по повышению безопасности сооружения.

Исходные данные:

Вариант№110

Газ пропан

1. Свободный объем помещения ;

2. Диаметр трубопровода ;

3. Расход газа по трубопроводу

4. Максимальное давление в трубопроводе

5. Время срабатывания системы автоматического отключения ;

6. Длина отсекаемого участка трубопровода

Последовательность расчета:

1. Теоретический объем сухого воздуха () необходимый для полного сгорания сухого газообразного топлива

;

2. Объем газа вступившего в помещение в результате аварийной ситуации

при

при

3. Cстехиометрический коэффициент пропана

Таким образом, для сжигания 44 кг пропана требуется 160кг кислорода, а для сжигания 1кг пропана 3,63 кислорода соответственно. Так как кислород составляет кислород 23,2% воздуха можно рассчитать стехиометрический коэффициент для пропана:

4. Коэффициент избытка воздуха образовавшейся в помещении газовоздушной смеси.

При

При

5. Объемная концентрация газа в помещении

;

при

при

Полученные концентрации сравниваем с пределами воспламенения и видим что пределы для пропана низший=2,54>2,4, а высший=5,31<9,5.

Так как полученные концентрации лежат в пределах, то смесь (взрывоопасная) воспламенится от случайной искры.

6.Объем газа в помещении при коэффициенте избытка воздуха равном 1.

7. Стехиометрическая концентрация газа

8. Масса газа поступившая в помещение при

9. Избыточное давление в помещении

(коэффициент негермитичности)

( для пропана)

по данным таблице№4 степень поражения по составляет > 100кПа – полное разрушение здания.

Меры по повышению безопасности объекта: уменьшить время срабатывания автоматического отключения.

10. при помощи программы АСТРА выполняется расчет температуры горения и концентрации образовавшихся продуктов сгорания для полученного диапазона изменения коэффициента избытка воздуха с шагом 0,1. И потом строим зависимости температуры горения T, СO₂ и СО от α.

12.Меры по организации безопасной работы объекта.

Я считаю надо понизить время срабатывания автоматики до 5 секунд. Увеличить проветриваемость помещений специальными вентиляторами.

Пересчет параметров с учетов измененного времени.

1) Объем газа вступившего в помещение в результате аварийной ситуации.

2) Коэффициент избытка воздуха образовавшейся в помещении газовоздушной смеси.

При

При

3) Объемная концентрация газа в помещении.

Полученные концентрации сравниваем с пределами воспламенения и видим, что пределы для пропана низший=0,507<2,4, а высший=1,002<9,5.

Видно, что концентрация при q = 0,1м³/с при t = 5с не входит в пределы. Следовательно она не взрывоопасна.

11.Выходные данные, полученные при помощи пакета “Астра”.

Исходные данные:

p = 150, I=0,

Fuel = (C3H8 [-103.85] ),

Ox = (N75.84 O23.2 Ar0.93 C1O2 0.03 ),

alpha = 0.74, 0.84, 0.94, 1.14, 1.24, 1.34, 1.44 ;

Xapaктepиcтики paвновесия - СИ

P= 15OOO+O3 T= 29512+O4 V= 63575-O2 S= 87589+O1 I= OOOOO-OO

U=-95363+O3 M= 38863+O2 Cp= 17O81+O1 k= 12333+O1 Cp"= 1874O+O1

k"= 12347+O1 A= 1O797+O4 Mu= 8O972-O4 Lt= 21892+OO Lt"= 25235+OO

MM= 25732+O2 Cp.г= 17O81+O1 k.г= 12333+O1 MM.г= 25732+O2 R.г= 32313+O3

Z= OOOOO-OO Пл= OOOOO-OO Bm= 14863+OO

Coдepжaниe кoмпoнeнтoв - мoль/кг

O 39335-O3 O2 65522-O3 H 32246-O1

H2 21769+O1 OH 432O3-O1 HO2 13668-O4

H2O 91992+O1 H2O2 23912-O4 Ar 45O84+OO

N 68836-O5 N2 17893+O2 NO 1197O-O1

NO2 252O4-O5 N2O 2O118-O4 NH 69939-O4

NH2 23585-O3 NH3 37227-O2 N2H2 3O817-O6

HN3 25143-O7 HNO 49384-O4 HNO2 42774-O5

NH3O 87735-O7 CO 54355+O1 CO2 31312+O1

C2O 14187-O7 CH2 43946-O7 CH3 174O8-O5

CH4 75356-O5 C2H2 28O41-O7 CHO 5442O-O3

CHO2 3992O-O3 CH2O 18848-O3 CH2O2 6538O-O3

CH3O 1288O-O7 CN 79828-O6 N2C 48169+OO

CN2 7O111-O7 NCO 13266-O5 HCN 61993-O3

HNC 12541-O5 -1*OH 1912O-O7 +1*H3O 3O69O-O7

эл.газ 11O86-O7

Xapaктepиcтики paвновесия - си

P= 15OOO+O3 T= 31159+O4 V= 64517-O2 S= 85887+O1 I= OOOOO-OO

U=-96776+O3 M= 37354+O2 Cp= 16734+O1 k= 12279+O1 Cp"= 19372+O1

k"= 12118+O1 A= 1O8O3+O4 Mu= 84181-O4 Lt= 21588+OO Lt"= 26133+OO

MM= 26771+O2 Cp.г= 16734+O1 k.г= 12279+O1 MM.г= 26771+O2 R.г= 31O58+O3

Z= OOOOO-OO Пл= OOOOO-OO Bm= 15942+OO

Coдepжaниe кoмпoнeнтoв - мoль/кг

O 22377-O2 O2 72979-O2 H 36479-O1

H2 1O764+O1 OH 1O948+OO HO2 11O66-O3

H2O 9OOO6+O1 H2O2 1O164-O3 Ar 458O5+OO

N 194O3-O4 N2 185O4+O2 N3 14264-O7

NO 49429-O1 NO2 31662-O4 N2O 8698O-O4

NH 1O4O4-O3 NH2 18145-O3 NH3 12249-O2

N2H2 26852-O6 HN3 3736O-O7 HNO 15233-O3

HNO2 3O537-O4 NH3O 11596-O6 CO 38O6O+O1

CO2 41531+O1 CH2 13651-O7 CH3 23O32-O6

CH4 45822-O6 CHO 38O13-O3 CHO2 5593O-O3

CH2O 6836O-O4 CH2O2 46732-O3 CN 56628-O6

N2C 14684+OO CN2 48942-O7 NCO 18512-O5

HCN 16385-O3 HNC 476O1-O6 -1*OH 57O51-O7

+1*H3O 75O5O-O7 эл.газ 21O52-O7