Методика розрахунку надлишкового тиску вибуху для приміщень в яких обертається горючий пил

Надлишковий тиск вибуху (кПа) для приміщень проводять за формулою (4), де коефіцієнт Z участі пилу у завислому стані (аерозоль) у вибуху розраховується за формулою:

, (*)

де F - масова частка частинок пилу розміром менше критичного. З перевищенням критичного розміру частинок пилу аерозоль стає вибухобезпечною, а саме такою, що нездатна поширювати полум'я. У разі відсутності можливості отримання даних щодо масової частки пилу розміром частинок менше критичного допускається приймати Z = 0,5.

Розрахункова маса завислого пилу m (кг), що утворився в результаті аварійної ситуації визначається за формулою:

M = m_зв + m_ав, (3.15)

де:

• m_зв – розрахункова маса звихреного пилу, кг;

• m_ав – розрахункова маса пилу, який надійшов в приміщення в результаті аварійої ситуації, кг;

Розрахункова маса m_зв (кг) звихреного пилу визначається за формулою:

m_зв = К_звm_n , (3.16)

де:

• К_зв – частка відкладеного в приміщенні пилу, який здатний перейти в завислий стан в результаті аварійної ситуації; при відсутності експериментальних даних допускається приймати К_зв = 0,9;

• m_n – маса пилу, який знаходився в приміщенні до аварії, кг.

Розрахункова маса пилу m_aв (кг), який надійшов в приміщення в результаті аварійної ситуації, визначається за формулою:

m_aв = (m_aп +q·Т) · К_п , (3.17)

де:

• m_aп – маса горючого пилу, який надійшов в приміщення з апарата, кг;

• q – продуктивність, з якою надходить пил в аварійний апарат трубопроводами до моменту його відключення, кг ·с^-1;

• Т – час відключення, с;

• К_п – коефіцієнт пиління, що є відношенням маси завислого у повітрі пилу, до маси всього пилу, що надійшов з апарата в приміщення. При відсутності експериментальних даних про величину К_п приймають для пилу з дисперсністю не менше 350 мкм – К_п = 0,5; для пилу з дисперсністю менше 350 мкм – К_п = 1,0.

Маса пилу (кг), який відклався до моменту аварії, визначається за формулою:

, (3.18)

де:

• К_Г – частка горючого пилу в загальній масі відкладень пилу, кг;

• К_П – коефіцієнт ефективності пилоприбирання. Для ручного сухого прибирання – 0,6; для вологого – 0,7; для механізованого вакуумного: підлога рівна – 0,9; підлога з вибоїнами (до 5 % площі) – 0,7.

• m₁ – маса пилу, який осідає на важкодоступні для прибирання поверхні в приміщеннях за період часу між генеральними прибираннями, кг;

• m₂ – маса пилу, який осідає на доступних для прибирання поверхні в приміщеннях за період часу між поточними прибираннями, кг.

Важкодоступними для прибирання площами вважають такі поверхні у виробничих приміщеннях, очищення яких здійснюється тільки при генеральних пилоприбираннях. Доступними для прибирання місцями вважають поверхні, пил з яких вилучають в процесі поточних пилоприбирань (щозмінно, щодобово тощо).

Маса пилу m_i (m_i (i = 1 (важкодоступні місця); і= 2 (доступні місця), (кг)), яка осідає на різних поверхнях в приміщенні за міжприбиральний період, визначається за формулою:

m_і= М_і ·(1–) ·_і , (і=1,2) , (3.19)

де:

• – маса пилу, який надходить в приміщення за період часу між генеральними пилоприбираннями, кг;

• М_1j – маса пилу, що виходить з одиниці обладнання за вказаний період, кг;

• – маса пилу, який надходить в приміщення за період часу між поточними пилоприбираннями, кг;

• М_2j – маса пилу, що виділяється одиницею обладнання за вказаний період, кг;

• – частка пилу, який вилучається витяжними вентиляційними системами; при відсутності експериментальних даних про величину  приймають =0;

• – частка пилу, який виділяється в об’єм приміщення та осідає на доступних та важкодоступних місцях ( ₁= 1,  ₂= 0,  ₁+ ₂=1).

У разі відсутності даних щодо значень коефіцієнтів ₁ та ₂, допускається приймати ₁ = 1, ₂=0.

Значення М_i (i = 1,2) може бути також визначено експериментально (або за аналогією з діючими зразками виробництв) у період максимального завантаження обладнання за формулою:

М_i = , (i = 1,2) (3.20)

де:

• G_1j, G_2j - інтенсивність відкладення пилу відповідно на важкодоступних F_1j (м²) і доступних F_2j (м²) площах, кгм^-2с^-1;

• ₁, ₂ – проміжки часу відповідно між генеральними і поточними прибираннями пилу, с.

За умови відсутності даних про масу горючого пилу і волокон, що виділяється в об’ємі приміщення між прибираннями, про масу пилу, що осідає на важкодоступних для прибирання місцях, і, як наслідок, неможливість виконання розрахунків, приймати категорію приміщення – Б.

Маса пилу М_1j (кг), що виходить з одиниці обладнання за вказаний період, обчислюється за формулою:

М_{1 j} = V_др  _др , (3.21)

де:

• V_др – об’єм деревини, яка переходить у пил, м³;

• _др – густина деревини, кг/м³ .

m₂ = М₂ (1–) ₂ , (3.22)

де: М₂=  М_2і – маса пилу, яка виділяється в приміщенні за місяць роботи.

Маса горючого пилу m_aп (кг), яка виходить в приміщення з апарату, кг:

m_ав= (m_aп+g) ·К_г , (3.23)

де:

• g – продуктивність подачі пилу у верстат, до моменту їх відключень, кг ·с^-1;

• τ – час відключення верстату, с;

• К_г – коефіцієнт пиління; К_г=0,5.

(3.24)

Розрахунковий надлишковий тиск вибуху для речовин і матеріалів, які здатні вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем повітря чи один з одним визначається за приведеною вище методикою, вважаючи що z=1 і приймаючи в якості величини Н_т енергію, що виділяється при взаємодії (з врахуванням згоряння продуктів взаємодії до кінцевих сполук), чи експериментально в натурних випробуваннях. У випадку, коли визначити величину неможливо, слід приймати її більшу 5 кПа.

Визначення надлишкового тиску вибуху для вибухонебезпечних сумішей, що містять гази (пари) і пил. Розрахунковий надлишковий тиск вибуху (кПа) для складних вибухонебезпечних сумішей, що містять гази (пари) і пил, визначається за формулою:

, (3.25)

де:

• – тиск вибуху, що обчислюється для газу (пари), кПа;

• – тиск вибуху, що обчислюється для пилу, кПа.

Таким чином, для визначення належності приміщень до вибухонебезпечних категрій А і Б, необхідно володіти методикою розрахунку надлишкового тиску вибуху.