5) Густину газів або пари при робочій температурі визначаємо за формулою

(1.10)

7. Кількість горючих речовин, що виходять назовні під час локальних пошкоджень апаратів, визначаємо за формулою:

(1.11)

де – кількість горючих речовин, що виходять назовні, кг;

– коефіцієнт витрати;

– переріз отвору, через який горюча речовина виходить назовні, м²;

– швидкість витікання речовини через отвір, м/c;

- густина речовини при робочій температурі, кг/м³;

– тривалість витікання речовини через отвір, c.

.

7) Визначаємо об’єм зони вибухонебезпечних концентрацій, що може утворитися у об’ємі виробничого приміщення при локальному пошкодженні апарата з горючим газом етаном:

де - об’єм місцевої зони ВНК,м³;

X

- нижня концентраційна межа поширення полум’я, кг/м³;

– коефіцієнт запасу надійності, дорівнює 2.

Розрахований об’єм більш ніж об’єм приміщення. Приміщення буде заповнено швидше ніж за час аварії. Для розрахунку часу заповнення приміщення треба розрахувати інтенсивність надходження етану.

8. Інтенсивність надходження парів або газів до приміщення визначається за формулою:

(1.12)

або

(1.13)

де – кількість горючих речовин, що виходять назовні, кг;

– коефіцієнт витрати;

– переріз отвору, через який горюча речовина виходить назовні, м²;

– швидкість витікання речовини через отвір, м/c;

- густина речовини при робочій температурі, кг/м³;

– тривалість витікання речовини через отвір, c.

9) Тривалість утворення ВНК у виробничому приміщенні (при пошкодженні апаратів з газами та парами) розраховується за формулами:

за відсутності повітрообміну в приміщенні

(1.14)

за наявності повітрообміну в приміщенні

, (1.15)

де – тривалість наростання ВНК в приміщенні, c;

– продуктивність вентиляційної системи, м³/с;

– інтенсивність надходження парів або газів до приміщення з апарата, м³/с.

.

Відповідь: приміщення може бути заповнено вибухонебезпечною концентрацією за 1,73 секунди внаслідок виходу етану з апарату.

Приклад виконання завдання 1.3

У всмоктуючий колектор газового компресора, який працює під розрідженням, підсмоктується повітря через тріщину, що утворилася в зварному сполученні. Компресор стискає чистий ацетилен. Визначити концентрацію повітря у колекторі після його пошкодження і зробити висновок про пожежовибухонебезпеку газовоповітряної суміші, що утворюється якщо температура газу в колекторі t_p=40°C, а навколишнього повітря t_c=20°C. Площа отвору f_отв=9 мм², витрати газу q=0,6 м³/год та розрідження в колекторі P_p =20КПа. Коефіцієнт витрат слід прийняти рівним 0,27.

Розв’язання.

1. Визначаємо критичний тиск за формулою

, (1.16)

де – тиск навколишнього середовища, з якого відбувається витікання газів, Па ( );

k – показник адіабати. Значення k – для ацетилену з табл. 5 додатку 1 дорівнює 1,26.

Тоді

2. Швидкість підсмоктування перегрітих парів або газів через отвір залежить від режиму витікання та визначається за наступними формулами:

для докритичного режиму витікання, коли

(1.17)

для критичного режиму витікання, коли

(1.18)

де R - універсальна газова стала. R=8314,31 Дж/кг··К.

У нашому випадку (20КПа 55,3КПа)

3. Інтенсивність надходження повітря до колектора визначається за формулою

, (1.19)

де - коефіцієнт витрати, 0,27;

- переріз отвору, через який горюча речовина виходить назовні, м²;

- швидкість підсмоктування речовини через отвір, м/с.

У нашому випадку маємо:

4. Концентрація повітря у колекторі після його пошкодження визначається за формулою

(1.20)

- концентрація повітря у колекторі, об. ч.

Відповідь: газовоповітряна суміш пожежовибухонебезпена тому, що концентрація повітря у колекторі 0,83 об. ч., що відповідає концентрації ацетилену у 0,17 об. ч. і знаходиться у межах поширення полум’я (0,025<0,17<0,81).