Методички / ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5Э.Исследование взрывчатых газовоздушных смесей

Москва 2009

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

•Определение области воспламенения взрывоопасной газовоздушной смеси.

•Изучение методики определения категории взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности производств.

•Ознакомление с "Противопожарными нормами строительного проектирования" и с основными противопожарными требованиями к производственным зданиям и сооружениям.

•Усвоение лекционного материала.

ЗАДАНИЕ

•Определить расчетным путем пределы воспламенения взрыво-опасной газовоздушной смеси (данные для расчета задает препода-ватель).

•Определить экспериментальным путем пределы воспламенения исследуемой взрывоопасной смеси.

•По результатам эксперимента определить категорию взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности производства и противопожар-ные требования к зданию, в котором размещается это производство.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Процесс горения вещества

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающая-ся выделением большого количества тепла и обычно свечением.

Возникает процесс горения при наличии трех факторов: горюче-го вещества, окислителя (чаще всего кислорода воздуха) и источ-ника зажигания. Источником зажигания может быть горящее или на-каленное тело, а также электрический разряд, обладающие запасом энергии и температурой, достаточной для возникновения горения.

Горючие вещества бывают твердые, жидкие и газообразные.

Возгорание горючего вещества под воздействием источника зажигания, сопровождающееся появлением пламени, навивается воспламенением.

Горючие газы, пары и пыль могут образовывать с воздухом го-рючие смеси. При воспламенении такой смеси в любой точке объе-ма, занимаемого смесью, горение распространяется по всему объ-ему смеси с очень большой скоростью и носит характер взрыва.

Взрывэто чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Но горючие газы, пары и пыль воспламеняются только при определенных концентрациях их в смеси с воздухом. Различные газы, пары и пыль имеют различные области концентраций, при которых их смесь с воздухом способна воспламеняться от источника зажи-гания (искры, пламени и др.).

Область концентраций горючего вещества, внутри которой его смеси с воздухом способны воспламеняться от источника зажига-ния с последующим распространением горения по смеси сколь угод-но далеко от источника зажигания, называется областью воспламе-нения.

Минимальная концентрация горючего вещества в воздухе, при ко-торой смесь способна воспламеняться, называется нижним концент-рационным пределом воспламенения.

Максимальная концентрация горючего вещества в воздухе, при которой смесь еще способна воспламеняться, называется верхним концентрационным пределом воспламенения.

Чем меньше нижний предел воспламенения и шире область воспламенения горючего вещества, тем взрывоопаснее горячая смесь.

Для несложных газов, главным образом углеводородов, при нор-мальных условиях давления и температуры пределы воспламенения можно рассчитать по следующим формулам:

В зависимости от характера технологических процессов и огне-опасных свойств обращающихся в производстве веществ и материа-лов производства различаются по степени взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности и в соответствии с нормами СНиП П-М.2-72 все производства подразделяются на шесть категорий: А, Б, В, Г, Д и Е.

В приложении 1 приведена классификация производств по сте-пени взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности.

Все меры пожарной профилактики и противопожарные требования к производственным зданиям и технологическим процессам опреде-ляются главным образом в зависимости от категории производства.

1.3. Горючесть материалов и конструкций

Строительные материалы и конструкции существенно различаются по способности к самостоятельному горению.

Способность вещества (материала, конструкции) к самостоятельному горению называется горючестью.

По свойствам горючести вое вещества (материалы, конструкции) подразделяются на 3 группы:

горючие (г), трудногорючие (тг), негорючие (нг).

Характеристики, по которым определяется группа горючести вещества (материала, конструкции), приведены в приложении 4.

1.4. Огнестойкость зданий и сооружений

При оценке качества зданий в противопожарном отношении важной характеристикой является их степень огнестойкости. Под огнестойкостью понимается способность строительных конструкций зданий сохранять свою прочность в условиях пожара.Для количественной оценки огнестойкости отдельных строите-льных конструкций введено понятие предела огнестойкости, а для оценки огнестойкости зданий и сооружений в целом - степень огнестойкости здания или сооружения.

Предел огнестойкости - время, выраженное в часах и опреде-ляемое от начала испытания конструкции на огнестойкость до возникновения одного из признаков:

образование в конструкции сквозных трещин или отверстий; повышение температуры на необогреваемой поверхности кон-струкции в среднем

конструкции до испытания, или более 220°С независимо от температуры конструкции до испытания;

потеря конструкцией несущей способности (обрушение).

В приложении 5 приведены пределы огнестойкости и группы горючести для основных конструктивных частей зданий и сооруже-ний.

Требуемая степень огнестойкости здания для данного производ-ства определяется в зависимости от категории производства по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности (приложение 2).

Фактическая степень огнестойкости здания или сооружения оп-ределяется в зависимости от групп горючести и минимальных пределов огнестойкости основных конструктивных частей этого здания или сооружения (приложение 5).

Допускаемая этажность производственного здания и наибольшая допускаемая площадь этажа между противопожарными стенами опре-деляются в зависимости от категории производства по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности и степени огнестойкости здания (приложение 2).

Допускаемое расстояние от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного (наружного) выхода определяется в зависимости от категории производства по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности, степени огнестойкости здания и его этажнос-ти (приложение 3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Классификация производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности (извлечение из СН и П П-М.2-72 )

ПРИЛОЖЕНИВ 2

Противопожарные требования к производственным зданиям в зависимости от категории производства

(извлечение из СН и П-М.2-72)

2.Экспериментальная часть

Описание к программе Lab5 («Лабораторная работа №5: "Исследование взрывчатых газовоздушных смесей»).

Запус программы:

Запуск программы осуществляется оп иконке приложения (см. рис.1).

Рис. 1

Ввод данных студента(ов) выполняющего(их) работу:

После запуска программы необходимо ввести ФИО и группу студента(ов) выполняющего(их) работу (см. рис.2).

Рис. 2

Интерфейс программы:

Главное диалоговое окно программы позволяет выбрать тип газа, нижнии и верхнии пределы которых предлагается определить; с помощью кнопок «Пуск газа» и «Пуск воздуха» возможно изменять концентрацию газа в процентах; с помощью кнопки «Искра!» моделируется подача искры в газовой смеси (см. рис.3).

Рис. 3 После эмуляции пуска газа или воздуха названия кнопок «Пуск газа» или «Пуск воздуха» изменяются на «Остановить» (см. рис.4).

Рис. 4 Чтобы выполнить эмуляцию искры в камере с газом необходимо задаться концентрацией газа и нажать кнопку «Искра!» (см. рис.5).

Рис. 5

После нажатия кнопки «Искра» программа сообщит о результате испытания двумя вариантами:

•Взрыв газа не произошёл (см. рис.6).

Рис. 6

•Взрыв газа произошёл (см. рис.7).

Рис. 7