МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Академия Государственной противопожарной службы

Кафедра: «Пожарная безопасность технологических процессов»

Дисциплина «Пожарная безопасность технологических процессов»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Выполнил:

слушатель 5-го «Б» курса

факультета заочного обучения

Ерашова В.А.

Москва 2013г.

Задача 1.

Дать заключение о горючести среды в резервуаре с ЛВЖ и найти (оценить) объем взрывоопасной зоны вблизи его дыхательного устройства, если в течение часа произошло одно большое дыхание. Объем резервуара V_р = 500 м³, степень его заполнения ε = 0,8, вид ЛВЖ – толуол, температура t_р = 20 ⁰С. Давление в резервуаре атмосферное.

Решение:

1. В свободном пространстве «дышащих» аппаратах с ЛВЖ взрывоопасная концентрация (ВОК) образуется в том случае, если выполняется условие:

φ_{н ≤}φ_{р ≤}φ_в ,

где _р – действительная (рабочая) концентрация горючего вещества, об. доли;

_н и _в – соответственно нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени при рабочей температуре, об. доли;

В аппаратах с длительно хранящимися и особенно нагретыми жидкостями концентрации паров близка к насыщенной, т.е. . Здесь – концентрация насыщенного пара при рабочей температуре жидкости, определяемая по формуле:

где – давление насыщенного пара жидкости при рабочей температуре, Па. Величину можно определить по уравнению Антуана:

где А, В и – константы, зависящие от свойств жидкости, приведены в справочнике [4] А = 6,95334; В = 1343,94; С = 219,38;

– рабочее давление паровоздушной смеси в аппарате, Па, Па.

Тогда:

Па.

Соответственно:

об. доли.

Значения нижнего и верхнего концентрационных пределов для заданной горючей жидкости толуол при температуре 25^оС определяем по таблице 1 приложения [1].

_н25 = 0,0127 об. доли;

_в25 = 0,068 об. доли.

Для определения величин нижнего и верхнего концентрационных пределов при рабочей температуре воздушной смеси равной 20^оС воспользуемся формулами 1.2 и 1.3 [1]:

об. доли;

об. доли.

Проверим возможность образования ВОК:

– соотношение не выполняется.

Вывод: В резервуаре с толуолом при данных условиях не образуется ВОК.

Задача 2.

Определить общее количество горючего газа, выходящего при полном разрушении аппарата (газ в аппарат подавался по двум трубопроводам), и максимальный объем газового облака с горючей концентрацией, который при этом может образоваться. Объем аппарата V_ап = 3 м³, давление газа в нем P_г = 0,5 МПа, вид газа – н-Бутан, диаметр трубопроводов, по которым газ поступал Д_тр = 50 мм, расход компрессоров q₁ = 5 м³/ч и q₂ = 14 м³/ч. Время отключения трубопроводов 120 с, расстояние от аппарата до задвижек на трубопроводах 12 м.

Решение.

1. Массу горючих веществ , выходящих наружу при полном разрушении аппарата, определяют по формуле:

,

где – масса веществ, выходящих из разрушенного аппарата, кг;

– масса веществ, выходящих из трубопроводов соответственно до момента отключения задвижек или других запорных устройств и после их закрытия, кг.

Для аппаратов со сжатыми газами массу горючих веществ (после преобразования выше написанной формулы) определяют по формуле:

,

где – геометрический внутренний объем аппарата, м ;

– степень (коэффициент) заполнения аппарата;

– рабочее давление среды в аппарата, Па;

– производительность компрессора (или пропуская способность 1-го трубопровода), питающего аппарат, м /с;

– продолжительность отключения i-го побудителя расхода, с;

n – число побудителей расхода, питающих аппарат;

– соответственно длина (м) и сечение (м ) j-го участка трубопровода (от аварийного аппарата до запорного устройства), из которого происходит истечение газа;

– плотность газа при рабочей температуре среды в аппарате, кг/м ;

k – число участков трубопроводов, примыкающих к аварийному аппарату.

Определяем сечение нагнетательных трубопроводов:

,

где – по заданию.

Согласно справочника [3] находим плотность н-Бутана при

Возьмем степень (коэффициент) заполнения аппарата .

Тогда:

кг.

Определяем объем вышедшего из аппарата н-Бутана:

2. Объем зоны, в которой может образоваться взрывоопасная концентрация паров при выходе газа, определяют по формуле:

,

где – объем местной зоны ВОК, м ;

– нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/м ;

– коэффициент запаса надежности, обычно принимаемый равным 2, согласно [1];

m – масса горючих веществ, поступающих в помещение из аппарата, кг.

Согласно табл. 1 приложения [1] для н-Бутана об. доли.

Пересчитаем концентрационный предел распространения пламени, из объемных долей в килограммы в кубическом метре используя формулу:

где – нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/м ;

– нижний концентрационный предел распространения пламени, об. доли;

М – молекулярная масса газа, кг/кмоль, М = 58,12 кг/кмоль (табл. 1 приложения [1]);

– молярный объем газа (м /кмоль) при рабочих условиях, определенный по формуле:

м /кмоль,

где – молярный объем газов при нормальных условиях;

Па – давление при нормальных физических условиях;

– рабочее давление паровоздушной смеси. В нашем случае .

Тогда:

кг/м .

Соответственно:

м³.

Ответ: объем н-Бутана ;

объем газового облака м³.