Размеры взрывоопасной зоны
Применяем метод расчета размеров зон, ограниченных НКПР
газов и паров, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в помещение.
Расстояния XНКПР , YНКПР и ZНКПР рассчитывают по формулам
,
,
,
где К1 - коэффициент, принимаемый равным 1,1958 для легковоспламеняющихся жидкостей;
для
легковоспламеняющихся жидкостей;
К - коэффициент, принимаемый равным 0,04714 для легковоспламеняющихся жидкостей при отсутствии подвижности воздушной среды ;
h — высота помещения, м;
l, b — длина и ширина помещения, соответственно, м;
С0 — предэкспоненциальный множитель, % (об.), равный при отсутствии подвижности воздушной среды для паров легковоспламе-няющихся жидкостей
,
где Сн —концентрация насыщенных паров при расчетной температуре tр, С, воздуха в помещении, % (об.).
Концентрация Сн может быть найдена по формуле
,
где pн — давление насыщенных паров при расчетной температуре), кПа;
p0 —давление в помещении, кПа.
п — плотность паров, кг/м3.
=
6,25% (об.).
=
1,43 % (об.).
=
5,19 м;
=
4,152 м;
=
0,164 м.
4.6.Определение тротилового эквивалента взрыва паровоздушной среды
Тротиловый эквивалент определяется по методике изложенной в Приложении 2 [3.11]. Расчеты производятся для количества паров определенного в п.4.3 курсовой работы и для общей массы жидкости.
Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды Wт (кг), определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков рассчитывается по формуле
,
где 0,4 — доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;
0,9 — доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;
q' — удельная теплота сгорания парогазовой среды,(40511 кДж/кг);
qт — удельная энергия взрыва ТНТ,(4520 кДж/кг);
z — доля приведенной массы парогазовых веществ, участвующих во взрыве; для паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в помещении z =0,3.
Для массы паров ксилола, поступивших в помещение m =4,68 кг:
=5,6
кг.
Для всей массы жидкости m =140,832 кг:
=
168,3 кг.
4.7.Определение радиусов зон разрушения
Для выполнения практических инженерных расчетов радиусы зон разрушения определяются выражением
R = KR0,
где при m 5000 кг
,
К — безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект; при Р = 55,63 кПа, К =9,6.
Для массы паров ксилола, поступивших в помещение:
=
0,168м; R=
9,6*0,168 = 1,61 м.
Для всей массы жидкости:
=2,07
м; R=
9,6*2,07 = 19,87 м.
4.8.Исследование возможности снижения пожарной опасности помещения
Ограничением объемов хранения
Максимальный объем сосуда (аппарата) с жидкостью в рассматриваемом помещении, при котором избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа, равен 2,11 м3.
Объём жидкости, поступившей в помещение
=0,85 = 0,8*2,11 = 1,79 м3.
Расчетная площадь разлива содержимого ёмкости составит
Fи = 1,79 м2.
Масса паров ксилола, поступивших в помещение
m = W Fи τ = 0,65 · 10-4 · 1,79 · 3600 = 0,42 кг.
Избыточное давление взрыва Р будет равно
Р = 3440 · 0,42/(72 · 4,02) = 5 кПа.
4.8.2. Ограничением площади разлива жидкости
Для получения избыточного давления взрыва не более 5 кПа, площадь разлива жидкости должна не превышать 1,8 м2.
Масса паров ксилола, поступивших в помещение
m = W Fи τ = 0,65 · 10-4 · 1,79 · 3600 = 0,42 кг.
Избыточное давление взрыва Р будет равно
Р = 3440 · 0,42/(72 · 4,02) = 5 кПа.
Устройством аварийной вытяжной вентиляции в помещении
Определить кратность аварийной вентиляции в помещении, при которой избыточное давление взрыва (см. п.4.3 курсовой работы) не превышает 5 кПа. Возможность снижения избыточного давления взрыва до 5 кПа устройством аварийной вентиляции подтвердить проверочным расчетом избыточного давления взрыва, при этом руководствоваться п.12 [3.8]. Учесть, что при работе аварийной вентиляции скорость воздушных потоков в помещении может увеличиться, что приведет к увеличению интенсивности испарения.
Скорость воздушного потока в помещении при работе аварийной вентиляции определяется по формуле:
,
где l - длина помещения, м;
n - кратность воздухообмена ч-1.
При кратности воздухообмена n = 2,5 ч-1.
=
6,25*10-3
м/с.
При
= 6,25*10-3
м/с и температуре 480С:
W = 1,6*10-6 · · 6,29 = 1,04 · 10-4 кг · м-2 · с-1.
Масса паров ксилола, поступивших в помещение
m = W Fи τ = 1,04 · 10-4 · 20 · 3600 = 7,49 кг.
С учётом вентиляции
m΄ = m / (n +1) = 7,49 / (2,5 + 1) = 2,14 кг.
Избыточное давление взрыва Р будет равно
Р = 3440 · 2,14/(72 · 4,02) = 25,4 кПа.
Кратность аварийной вентиляции в помещении, при которой избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа равна n = 3,15 ч-1.
При кратности воздухообмена n = 3,15 ч-1.
=
7*10-3
м/с.
При = 7*10-3 м/с и температуре 480С:
W = 0,4*10-6 · · 6,29 = 0,23 · 10-4 кг · м-2 · с-1.
Масса паров ксилола, поступивших в помещение
m = W Fи τ = 0,23 · 10-4 · 20 · 3600 = 1,66 кг.
С учётом вентиляции
m΄ = m / (n +1) = 1,66 / (2,5 + 1) = 0,42 кг.
Избыточное давление взрыва Р будет равно
Р = 3440 · 0,42 / (72 · 4,02) = 5 кПа.