Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей

Взрывоопасная смесь горючей пыли с воздухом может образовываться в различных технологических процессах, таких как производство пшеничной и травяной муки, сушка трав, производство органических мелкодисперсных порошков и т.п.

Расчет избыточного давления взрыва P для горючих пылей проводится по формуле, кПа

, (7.5)

                             

Таблица 7.3

Значения показателей пожарной опасности некоторых индивидуальных веществ [43]

Вещество	Химическая формула	Молекулярная масса , кг/кмоль	Температура вспышки, оС	Характеристика вещества	Теплота сгорания , кДж/кг
Ацетилен	C2H2	26,038		ГГ	49965
Ацетон	C3H6О	58,123	-69	ГГ	45713
Бензол	C6H6	78,113	-11	ЛВЖ	40576
Бутан	C4H10	58,123	-69	ГГ	45713
Водород	H2	2,016		ГГ	119841
Гексан	C6H14	86,177	-23	ЛВЖ	45105
Гексиловый спирт	C6H14О	102,17	+60	ЛВЖ	39587
Изобутан	C4H10	58,123	-76	ГГ	45578
Изобутиловый спирт	C4H10О	74,12	+28	ЛВЖ	36743
Изопропиловый спирт	C3H8О	60,09	+14	ЛВЖ	34139
Метан	CH4	16,04		ГГ	50000
Метиловый спирт	CH4О	32,04	+6	ЛВЖ	23839
Оксид углерода	СО	28,01		ГГ	10104

Продолжение табл. 7.3

Вещество	Химическая формула	Молекулярная масса , кг/кмоль	Температура вспышки, оС	Характеристика вещества	Теплота сгорания , кДж/кг
Оксид этилена	C2H4О	44,05	-18	ГГ	27696
Пропан	C3H8	44,096	-96	ГГ	46353
Пропилен	C3H6	42,080		ГГ	45604
Стирол	C8H8	104,14	+30	ЛВЖ	43888
Толуол	C7H8	92,140	+7	ЛВЖ	40936
Формальдегид	СH2О	30,03		ГГ	19007
Хлорбензол	C6H5Сl	112,56	+29	ЛВЖ	27315
Хлорэтан	C2H5Сl	64,51	-50	ГГ	19392
Циклогексан	C6H12	84,16	-17	ЛВЖ	43833
Этан	C2H6	30,069		ГГ	52413
Этилацетат	C4H8О2	88,10	-3	ЛВЖ	23587
Этиловый спирт	C2H6О	46,07	+13	ЛВЖ	30562

где имеют те же значения, что и в формуле (7.1);

 расчетная масса взвешенной в объеме помещения или оборудования пыли, образовавшейся в результате нарушения технологического процесса или аварийной ситуации, кг;

 теплота сгорания горючего вещества, Дж/кг;

 плотность воздуха до взрыва при начальной температуре , кг/м³

; (7.6)

 теплоемкость воздуха, кДж/(кгК). При расчетах допускается принимать = 1,017 кДж/(кгК);

Z  коэффициент участия взвешенной пыли во взрыве, который рассчитывается по формуле

; (7.7)

F  массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, т.е. неспособной распространять пламя. Значение параметра F может быть найдено по специальной методике, изложенной в [43]. В отсутствие возможности получения сведений для расчета величины Z допускается принимать Z = 0,5.

Пример. В складском помещении, размеры которого составляют 10х8х4 м³, находится в емкостях легковоспламеняющаяся жидкость – бензол. В результате разгерметизации одной емкости из нее вытекает в помещение 10 кг бензола, который испаряется.

Определить категорию помещения склада по пожаровзрывоопасности.

Решение. Категорию помещения по взрывопожарной опасности можно определить, если будет известно избыточное давление взрыва в помещении. Для определения этого давления выпишем характеристики бензола C₆H₆ из табл. 7.3:

= 78,113 кг/кмоль; = 40576 кДж/кг.

Избыточное давление взрыва в помещении определим по формуле (7.1), кПа

.

При расчетах было принято или рассчитано:  

= 900 кПа; = 101 кПа; = 10 кг; Z = 0,3 (табл. 7.2);

= 0,81084 =256 м³ ( формула (7.2));

кг/м³ (формула (7.3));

; ; ; %; 

= 3.

Найденное избыточное давление кПа превышает 5 кПа (табл. 7.1), поэтому помещение склада по взрывопожарной опасности относится к категории «А».