3.3.1 Применение легковоспламеняющихся жидкостей

Алгоритм расчета категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности с применением ЛВЖ:

1. Oпределяется стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ:

, ^{%, (3.3)}

где – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения; n_c, n_н, n_o, n_x – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле углеводородного горючего (при отсутствии данных принимать n_x=0).

2. Oпределяется общая масса паров ЛВЖ, вышедших в помещение при расчетной аварии:

m = m_p + m_емк + m_св.окр, кг, (3.4)

где m_р — масса ЛВЖ, испарившейся с поверхности разлива, кг;

m_емк — масса жидкости, испарившейся с поверхности открытых емкостей, кг; в случае отсутствия m_емк = 0;

m_св.ркр — масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенных изделии, кг; в случае отсутствия m_св.ркр = 0.

Общая масса ЛВЖ, вышедшей в помещение при аварии, определяется по формуле

, кг, (3.5)

где т_р1 – масса ЛВЖ, вышедшей из бака в помещение при аварии, кг;

т_р2 – масса ЛВЖ, вышедшей в помещение при аварии до отключения питающего трубопровода, кг.

Масса ЛВЖ, вышедшая из бака в помещение при аварии:

т_р1=к_бV_б, кг, (3.6)

где к_б — коэффициент заполнения бака; V_б — объем бака, м³;

 — плотность ЛВЖ, кг/м³.

Масса ЛВЖ, вышедшая в помещение до отклю­чения питающего трубопровода:

m_р2 = (q_откл + 0,785 d²l), (3.7)

где q – производительность насоса, м³/с;

_откл – расчетное время отключения насоса, с;

= 0,785d² – площадь сечения питающего трубопровода, м²;

l – длина питающего трубопровода, м;  – плотность ЛВЖ, кг/м³.

3. Определяется площадь испарения при разливе ЛВЖ на пол исходя из условия, что 1л ЛВЖ разливается на площади 1м², т.е. толщина пленки =1мм=0,001м:

, м². (3.8)

4. Определяется интенсивность испарения:

(3.9)

где η – коэффициент испарения, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностями помещения (см. табл.3.4);

М – молекулярная масса ЛВЖ; p_н.п. – давление насыщенных паров, кПа.

Таблица 3.4 – Значение коэффициента испарения η

Скорость воздушного потока в помещении м/с	Температура воздуха в помещении, 0С
	10	15	20	30	35
0	1	1	1	1	1
0,1	3,0	2,6	3,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,3	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
0,5	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

5. Расчетное время испарения Т_исп при определении массы паров ЛВЖ, поступивших в помещение, принимается равным времени полного испарения жидкости с рассматриваемой поверхности, но не более 3600 с, по формуле

Т_исп =  3600. (3.10)

Определяется масса паров, образующихся в помещении и могущих участвовать во взрыве:

m _исп = W Т_исп (F_исп1 + F_исп2), (3.11)

где F_исп2 — площадь дополнительных источников испарения, м² (при отсутствии дополнительных источников F_исп2 = 0).

6. В процессе испарения часть паров ЛВЖ удаляется из помещения под действием аварийной вентиляции. Массу паров жидкости, которая остается в помещении, определяют по формуле

m _{исп.расч} = . (3.12)

Работа аварийной вентиляции учитывается, если она обеспечена резервными вентиляторами с автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной расчетной аварии.

7. Окончанием расчета является определение избыточного давления взрыва р по формуле:

р = , кПа, (3.13)

где р_мах — максимальное давление взрыва, принимается р_мах =900кПа;

р₀ – начальное давление, принимается р₀ = 101кПа;

m – масса паров ЛВЖ, вышедших в помещение при расчетной аварии, кг (по формуле 3.12);

z – коэффициент участия горючего во взрыве, определяется по табл. 3.5, принимается z = 0,3;

V – объем помещения, м³; V_cв = 0,8V — свободный объем помещения, м³;

_п.р. – плотность пара при расчетной температуре, кг/м³;

С_ст – стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ (см. формулу 3.3);

К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, принимаем К_н = 3.

Таблица 3.5 – Значение коэффициента участия горючего во взрыве – z

Вид горючего вещества	Значение z
Водород	1,0
Горючие газы (кроме водорода)	0,5
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля	0

В заключение, на основании расчетов определяется категория рассматриваемого помещения (согласно табл. 3.3) и класс взрывоопасной зоны (см. п. 3.2.1).