Лабораторная работа №5

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «экологии и безопасности жизнедеятельности»

Лабораторная работа № 5

по курсу

«Безопасность жизнедеятельности»

“5Э.Исследование взрывчатых газовоздушных смесей”

Выполнили:

студенты группы БВТ2101

Юдин Артем Андреевич

Москва

2024

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 взрывоопасной газовоздушной смеси (данные для расчета задает преподаватель).

• Определить экспериментальным путем пределы воспламенения исследуемой взрывоопасной смеси.

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

Выполнение:

Запускаем программу “5Э.Исследование взрывчатых газовоздушных смесей.exe”. Вводим ФИО всех участников группы. Затем выбираем типы газа сверху. Всего 4 типа:

1. Водород

2. Бензин

3. Окись углерода

4. Природный газ

С помощью кнопок “Пуск газа” и “Пуск воздуха” увеличиваем и уменьшаем концентрацию газа в %. При достижение газа необходимой концентрации нажимаем кнопку “Искра” и смотрим на взрыв. Как только взрыв происходит вблизи верхней или нижней границ, табличка справа заполнится. Заполняем все 8 значений и получаем экран выполнения лабораторной на Рис.1. Заносим результаты в Табл. 1. с учётом погрешности в ± 0.15.

Рис. 1. Взрыв газа при нижнем пределе воспламенения водорода

Рис. 2. Взрыв газа при верхнем пределе воспламенения водорода

Рис. 3. Взрыв газа при нижнем пределе воспламенения бензина

Рис. 4. Взрыв газа при верхнем пределе воспламенения бензина

Рис. 5. Взрыв газа при нижнем пределе воспламенения окиси углерода

Рис. 6. Взрыв газа при верхнем пределе воспламенения окиси углерода

Рис. 7. Взрыв газа при нижнем пределе воспламенения природного газа

Рис. 8. Результаты выполнения работы

Таблицы:

Табл. 1. Теоретические результаты

Наименование вещества	Пределы воспламенения в % (по объему)
	нижний	верхний
Водород	4	74.2
Бензин	0.79	5.16
Окись углерода	12.5	74.2
Природный газ	3.8	13.2

Табл. 2. Экспериментальные результаты

Наименование вещества	Пределы воспламенения в % (по объему)
	нижний	верхний
Водород	3.73±4.03	74.10±74.4
Бензин	0.53±0.83	5.13±5.43
Окись углерода	12.27±12.57	73.99±74.29
Природный газ	3.7±4	13.08±13.38

Формула для расчета количества атомов кислорода для нижнего предела:

Формула для расчета количества атомов кислорода для верхнего предела:

Водород:

N теоретическая для нижнего предела:

=> = 6.04

N теоретическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = = 0.292

Бензин:

N теоретическая для нижнего предела:

=> = 27.383

N теоретическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = 15.445

Окись углерода:

N теоретическая для нижнего предела:

=> = 2.471

N теоретическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = 0.292

Природный газ:

N теоретическая для нижнего предела:

=> = 6.318

N теоретическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = 5.525

Водород:

N практическая для нижнего предела:

=> =6.204

N практическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = 0.291

Бензин:

N практическая для нижнего предела:

=> =31.685

N практическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = 15.075

Окись углерода:

N практическая для нижнего предела:

=> =2.481

N практическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = 0.293

Природный газ:

N практическая для нижнего предела:

=> = 6.2466

N практическая для верхнего предела:

Uв = 400/(4,76*N+4) => = 5.511

Табл. 3. Количество атомов кислорода, необходимое для воспламенения

Наименование вещества	Теоретическая N		Практическая N
	нижний	верхний	нижний	верхний
Водород	6.04	0.292	6.204	0.291
Бензин	27.383	15.445	31.685	15.075
Окись углерода	2.471	0.292	2.481	0.293
Природный газ	6.318	5.525	6.2466	5.511

Выводы:

В ходе выполнения данной лабораторной работы мы определили области воспламенения взрывоопасной газовоздушной смеси, изучили методики определения категории взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности производств, ознакомились с "Противопожарными нормами строительного проектирования" и с основными противопожарными требованиями к производственным зданиям и сооружениям.

Контрольные вопросы:

• Что представляет собой процесс горения, при каких условиях он возникает?

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Он возникает при наличии трех факторов:

1. горючего вещества

2. окислителя (чаще всего кислорода воздуха)

3. источника зажигания.

Источником зажигания может быть горящее или накаленное тело, а также электрический разряд, обладающие запасом энергии и температурой, достаточной для возникновения горения.

• Какие особенности процессов горения твердого и жидкого горючих веществ?

Скорость горения твердых горючих веществ в значительной степени зависит от их удельной поверхности и степени влажности. Скорость горения жидких горючих веществ определяется их способностью испаряться. Это связано с тем, что горит не сама жидкость, а ее пары.

• Что представляет собой взрыв и при наличии каких факторов он может произойти?

Взрыв - это чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение,

сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

• Чем определяется взрывоопасность горючих газов и паров?

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

Область концентраций горючего вещества, внутри которой его смеси с воздухом способны воспламеняться от источника зажигания, называется областью воспламенения. Минимальная концентрация горючего вещества в воздухе - нижний концентрационный предел воспламенения, а максимальная - верхний концентрационный предел воспламенения.

• Что называется областью воспламенения газовоздушной смеси?

Область воспламенения – Область концентраций горючего вещества, внутри которой его смеси с воздухом способны воспламеняться от источника зажигания с последующим распространением горения по смеси сколь угодно далеко от источника зажигания.

• На какие группы делятся материалы по свойствам горючести?

По свойствам горючести все вещества подразделяются на 3 группы:

1. горючие (г),

2. трудногорючие (тг),

3. негорючие (нг).

• Что называется пределом огнестойкости строительных конструкций?

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

1. образование в конструкции сквозных трещин или отверстий;

2. повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220°С независимо от температуры конструкции до испытания;

3. потеря конструкцией несущей способности (обрушение).

• Какой параметр характеризует производственные здания в отношении огнестойкости?

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

• Как определяется категория взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности производства?

1. Взрывопожароопасные А: Горючие газы с нижним пределом воспламенения 10% и менее, жидкости с температурой вспышки до 28°С, вещества, способные взрываться при взаимодействии с водой или кислородом.

2. Взрывопожароопасные Б: Горючие газы с нижним пределом воспламенения более 10%, жидкости с температурой вспышки от 28 до 61°С, горючие пыли с пределом воспламенения 65 г/м³ и менее.

3. Пожароопасные В: Жидкости с температурой вспышки выше 61°С, горючие пыли с пределом воспламенения более 65 г/м³, вещества, способные только гореть.

4. Пожароопасные Г: Негорючие вещества в горячем состоянии, которые выделяют тепло, искры или пламя.

Суммируя информацию, можно сказать, что категория классификация осуществляется с учетом способности образовывать взрывоопасные смеси и условий хранения и обработки материалов.

• Как определяется фактическая степень огнестойкости и требуемая степень огнестойкости зданий и сооружений?

Фактическая степень огнестойкости здания или сооружения определяется в зависимости от групп горючести и минимальных пределов огнестойкости основных конструктивных частей этого здания или сооружения.

• Какой характеристикой главным образом определяются меры пожарной профилактики и противопожарные требования к производственным зданиям?

Все меры пожарной профилактики и противопожарные требования к производственным зданиям и технологическим процессам определяются главным образом в зависимости от категории производства

• Как определяется допустимая этажность зданий? Какими характеристиками определяется наибольшая допустимая площадь этажа между противопожарными стенами?

Допустимая этажность производственного здания определяется в зависимости от категории производства по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности и степени огнестойкости здания. Наибольшая допустимая площадь между этажами определяется:

• категория производства

• этажность здания

  • одно-

  • двух-

  • трехэтажные и более.

• Какие характеристики необходимо знать для определения допускаемого расстояния от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода?

1. категории производства по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности

2. степень огнестойкости здания

3. этажность

• К какой категории относится производство, связанное:

  • с обработкой твердых горючих материалов,

Пожароопасные, категория В.

• с использованием жидкостей с температурой вспышки паров до 28°С,

Взрывопожароопасные, категория А.

• с использованием жидкостей с температурой вспышки паров выше 28°С до 61°С,

Взрывопожароопасные, категория Б.

• с обработкой негорючих веществ и материалов в горячем состоянии,

Пожароопасные, категория Г.

• с обработкой негорючих веществ и материалов в холодном состоянии?

Категория Д.