3.11.Мвск Минимальное взрывоопасное содержание кислорода

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода (МВСК) рассчитывается по формуле:

МВСК=(100 - С_МФК - С_ГОР)С_О2/100,

где С_ГОР- концентрация горючего в смеси, рассчитывается по формуле:

С_ГОР = (100 - С_МФК)/(1+ β_CO*100/С_О2),

При СО₂: С_ГОР = (100 – 21,4)/(1+ 6,5*100/21)=2,46% об,

МВСК=(100 – 21,4 – 2,46)21/100=15,9% об.

При Н₂О: С_ГОР = (100 – 28)/(1+ 6,5*100/21)=2,25% об,

МВСК=(100 – 28 – 2,25)21/100=14,65% об.

При N₂: С_ГОР = (100 – 30,4)/(1+ 6,5*100/21)=2,18% об,

МВСК=(100 – 30,4 – 2,18)21/100=14,2% об.

3.12.Максимальное давление взрыва

Максимальное давление взрыва рассчитывается по формуле:

Р_МАКС = Р_Н *Т_АД*∑m_iК/(Т₀*∑m_jH),

где Р_Н=101,325 кПа -начальное давление;

Т₀=298К –начальная температура;

Т_АД=2155+273=2428К –адиабатическая температура горения ксилола;

∑m_jH, ∑m_iК – количество газообразных молей до и после взрыва,

∑m_jH = 1+10,5*3,76=50,98 моль,

∑m_iК = 8+5+10,5*3,76=52,48 моль,

Р_МАКС = 101,325 *2428*52,48/(298*50,98)= 850 кПа.

4.Расчет аварийной ситуации

В качестве аварийной ситуации принимается разрушение емкости с жидкостью и выход ее в объем помещения, при этом:

• все содержимое емкости поступает в помещение;

• происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей – на 1 м² пола помещения;

• длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

Свободный объем помещения принимать условно равным 80% геометрического объема помещения.

1. Интенсивность испарения при заданных условиях

Давление насыщенных паров ксилола определяем по уравнению Антуана.

IgР_Н = 6,28893 - 1575,114(48 + 223,579) ,

Р_Н = 6,29 кПа.

Интенсивность испарения ксилола

W = 10^-6 · · Р_Н,

W = 10^-6 · · 6,29 = 0,65 · 10^-4 кг · м^-2 · с^-1.

2. Время образования минимальной взрывоопасной концентрации паров в помещении

Определяется время за которое образуется минимальная среднеобъемная взрывоопасная концентрация паров жидкости в помещении с учетом коэффициента безопасности, равного 0,8.

3. Избыточное давление взрыва газопаровоздушной смеси при выбранной аварийной ситуации

; кПа;

где - плотность ксилола при аварийной ситуации;

- свободный объём помещения;

- масса паров ксилола, поступившего в помещение.

Плотность ксилола определяется по формуле

, кг · м^-3,

где М - масса 1 киломоля ксилола, равная 106 кг · кмоль^-1;

V₀ - объем киломоля газа при нормальных условиях, равный 22,4 м³ · кмоль^-1;

 = 0,00367 град^-1 - коэффициент температурного расширения газа;

t_p - расчетная температура воздуха, °С.

= 4,02 кг · м^-3.

Свободный объём помещения

=0,8 = 0,8*5*4*4,5 =72 м³.

Объём жидкости, поступившей в помещение

=0,85 = 0,8*200 = 160 л.

Расчетная площадь разлива содержимого ёмкости ( 1л на 1 м²) составляет

F_и = 1,0 · 160 = 160 м².

Поскольку площадь помещения F = 5*4 = 20 м² меньше рассчитанной площади разлива ксилола, то окончательно принимаем F_и = 20 м².

Масса паров ксилола, поступивших в помещение, т рассчитывается по формуле

m = W F_и τ = 0,65 · 10^-4 · 20 · 3600 = 4,68 кг.

Масса разлившегося ксилола m_п составляет

т_п = V_ж · _ж = 0,160· 880,2 = 140,832 кг.

Поэтому принимаем, что при расчетной аварийной ситуации испаряется не вся масса разлившегося из ёмкости ксилола, т. е. m = 4,68 кг.

Избыточное давление взрыва Р будет равно

Р = 3440 · 4,68/(72 · 4,02) = 55,63 кПа.

Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа, следовательно, помещение относится к категории А.