3.3.2. Розрахунок надмірного тиску вибуху для горючих газів, парів легкозаймистих та горючих рідин.

3. Надмірний тиск вибуху Р для індивідуальних горючих речовин, що складаються з атомів С, Н, О, N. СІ, Вг, І, Р, визначається за формулою:

, (3)

Р_max - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної та пароповітряної суміші у замкнутому об'ємі, що визначається експериментально або за довідковими даними, в разі відсутності даних допускається приймати

Р_max рівним 900 кПа,

де P_o - початковий тиск, кПа (допускається приймати рівним 101 кПа);

m - маса горючого газу (ГГ) або парів легкозаймистих (ЛЗР) і горючих рідин (ГР), кг, що вийшли у результаті розрахункової аварії у приміщення; яка обчислюється для ГГ за формулою (3), а для парів ЛЗР та ГР за формулою (5);

z - коефіцієнт участі пального у вибуху, який може бути розрахований за характером розподілення газів і парів в об'ємі приміщення. Допускається приймати значення z за таблицею 1;

V_в - вільний об'єм приміщення, м³;

_г,п - густина пари чи газу, кг/м³;

С_ст - стехіометрична концентрація, ГГ або парів ЛЗР і ГР, % (об.), що розраховується за формулою

, (4)

де – - стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції горіння; n_с , n_н , n_o, n_x - кількість атомів С, Н, О і галоїдів у молекулі пального; K_H – коефіцієнт, який враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння (допускається приймати К_H рівним 3).

Таблиця 3.1.

Значення коефіцієнта kh, який враховує негерметичність приміщення і неадіабатичність процесу горіння

Вид горючої речовини	Значення коефіціента z
Горючі гази. Легкозаймисті і горючі рідини, що нагріті до температури спалаху та вище. Легкозаймисті і горючі рідини, що нагріті нижче температури спалаху, за наявності можливості утворення аерозолю. Легкозаймисті і горючі рідини, що нагріті нижче температури спалаху, за відсутності можливості утворення аерозолю.	0,5 0,3 0,3 0

6. Розрахунок Р для індивідуальних речовин, крім тих, які складаються з атомів С, Н, О, N, СІ, Вг, І, Р, а також для сумішей визначається за формулою (5):

, (5)

де Н_Т - теплота згоряння, Дж/кг;

_п - густина повітря до вибуху при початковій температурі Т_о, кг/м³;

Сp - теплоємність повітря Дж/кгК (допускається приймати рівною 1,01 10³ Дж/кгК);

T_o - початкова температура повітря, К.

6. У випадку обертальності у приміщенні горючих газів, легкозаймистих або горючих рідин при визначенні значення маси m, що входить до формули (3), допускається враховувати роботу аварійної вентиляції, якщо вона забезпечена резервними вентиляторами, автоматичним пуском у разі перевищення гранично допустимої вибухобезпечної концентрації та електропостачанням за першою категорією надійності за ПУЕ, за умови розташування пристроїв для видалення повітря з приміщення в безпосередній близькості від місця можливої розрахункової аварії.

При цьому масу m горючих газів або парів легкозаймистих або горючих рідин, нагрітих до температури спалаху і вище, що надійшли до об'єму приміщення, слід розділити на коефіцієнт К, що визначається за формулою

, (6)

де А - кратність повітрообміну, що створюється аварійною вентиляцією, 1/с;

t - тривалість надходження горючих газів і парів легкозаймистих і горючих рідин до об'єму приміщення, с (приймається за пунктом 2).

6. Маса m (кг) газу, що надійшов в приміщення при розрахунковій аварії, визначається за формулою

, (7)

де V_ап - об'єм газу, що вийшов з апарата, м³;

V_т - об'єм газу, що вийшов з трубопроводів, м³.

При цьому

, (8)

де Р₁ - тиск в апараті, кПа;

V- об'єм апарата, м³.

, (9)

V_1T - об'єм газу, що вийшов з трубопроводу до його відключення, м³;

V_2T -об'єм газу, що вийшов з трубопроводу після його відключення, м³;

, (10)

де q - витрата газу, яка визначається залежно від тиску у трубопроводі, його діаметра, температури газового середовища тощо, м³/с;

t - час відключення трубопроводів за пунктом 2, с.

, (11)

де P₂ – максимальний тиск газу у трубопроводі відповідно до технологічного регламенту, кПа;

r - внутрішній радіус трубопроводів, м;

L - довжина трубопроводів від аварійного апарата до засувок, м.

6. Маса парів рідини m, що надійшли у приміщення за наявності декількох джерел випаровування (поверхня розлитої рідини, поверхня, на яку нанесли цю рідину, відкритий посуд чи ємності та ін.), визначається за виразом

(12)

де m_p - маса рідини, що випарилася з поверхні розливу, кг;

m_ємн. - маса рідини, що випарилася з поверхонь відкритих ємностей, кг:

m_св.п.- маса рідини, що випарилася з поверхонь, на яку нанесено склад, що застосовується, кг.

При цьому кожний з додатків у формулі (12) визначається за формулою

, (13)

де W – інтенсивність випаровування, кг/см²;

F_в - площа випаровування, м² , яка визначається згідно з пунктом 2 залежно від маси рідини m_п, що надійшла у приміщення.

Якщо аварійна ситуація пов'язана з можливим надходженням рідини у розпиленому стані, тоді вона повинна бути врахована у формулі (12) введенням додатку, що враховує загальну масу рідини, яка надійшла від розпилюючих пристроїв, виходячи з тривалості їх роботи.

6. Маса m_п (кг) рідини, що надійшла у приміщення, визначається за пунктом 2.

7. Інтенсивність випаровування W визначається за довідковими та експериментальними даними. Для ЛЗР за відсутності даних допускається розраховувати W за формулою

, (14)

де  – коефіцієнт, що приймається за таблицею 7 Додатку, залежно від швидкості і температури повітряного потоку над поверхнею випаровування;

М - молекулярна маса;

Р_н - тиск насичених парів при розрахунковій температурі рідини, який визначається за довідковими даними, кПа .