Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственная безопасность. Учебное пособие
.pdf
2
100
110
200
250
300
320
350
370
400
430
450
500
400
800
100
200
150
250
270
300
Площадь
здания, м
Таблица 47
3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 3 4 4 3 5 6 6
Высота по-
мещения, м
10
15
35
30
20
35
10
15
35
30
10
15
20
10
15
10
35
щении, ºС
ра в поме-
Температу-
15
20
20
25
30
30
35
40
35
40
35
40
15
30
25
50
35
Количество
жидкости, л
7
15
20
10
20
20
30
71
0
0,1
Скорость
Объем по-
потока, м/с
воздушного
3
мещения, м
50
75
Исходные данные
0,2
100
0,5
125
1
150
0
175
0,1
200
0,2
225
0,5
250
1
275
0
300
0,1
325
1
0,2
0,5
0,1
75
100
125
150
0,2
175
0,5
200
1
225
0,5
250
Вещество
5. н-Бутиловый спирт
6. н-Гексадекан
7. н-Гексиловый спирт
8. Гидразин
1. Амилацетат
2. н-Амиловый спирт
3. Анилин
4. н-Бутилацетат
9. Глицерин
10. Декан
11. 1,2-Дихлорэтан
12. Изобутиловый спирт
13. Изопропилбензол
14. Изопропиловый спирт
15. м-Ксилол
16. н-Октан
17. н-Пентадекан
18. Пиридин
19. н-Пропиловый спирт
20. Этиловый спирт
71
а
221,365
161,330
176,195
210,745
279,638
136,869
152,631
266,316
214,712
227,700
207,56
259,715
245,642
232,380
215,073
211,896
157,545
196,342
235,351
252,125
Таблица 48
1579,510
1287,625
1457,02
1430,418
2664,684
1656,405
1293,831
2266,447
3074,220
1809,975
1640,179
2058,392
1461,643
1733,00
1461,925
1379,556
1739,084
1217,730
1607,316
1918,508
Константы Антуана
А В С
6,3073
6,29350
6,04622
6,25205
8,72232
5,91242
6,17894
7,99805
6,52023
6,78615
7,83005
6,06756
+28
74,12
+37
120,20
7,51055
+14
60,09
8,177393
, ºС
+43
+48
+73
+29
+35
+60
+38
116,16
+128
74,122
226,44
102,17
32,045
всп
88,149
93,128
130,196
+198
92,1
+47
143,28
+9
98,96
М, кг/кмоль t
3
876
810
957
810
770
, кг/м
ж
Свойства легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
2
О
14
Н
7
Вещество ρ
938,7
О
12
2
Н
5
О
12
Н
6
N
7
Н
6
815
О
О
14
10
Н
6
Н
4
34
Н
16
1008,5
4
Н
2
1260
3
О
8
Н
3
735
22
Н
10
1253
2
Cl
4
Н
2
810
О
10
Н
4
870
12
Н
9
810
О
8
Н
3
6,13329
+28
106,17
855
10
Н
8
6,09396
+14
114,230
703
18
Н
8
6,0673
+115
212,42
770
32
Н
15
5,91684
+20
79,10
982
N
5
Н
5
6,38605
+29
112,56
1106
Cl
5
Н
6
7,81158
+13
46,07
789
О
6
Н
2
72
3. Анилин С
1. Амилацетат С
2. н-Амиловый спирт С
5. н-Бутиловый спирт С
4. н-Бутилацетат С
8. Гидразин N
6. н-Гексадекан С
9. Глицерин С
7. н-Гексиловый спирт С
12. Изобутиловый спирт С
10. Декан С
11. 1,2-Дихлорэтан С
15. м-Ксилол С
13. Изопропилбензол С
16. н-Октан С
14. Изопропиловый спирт С
19. Хлорбензол С
20. Этиловый спирт С
18. Пиридин С
17. н-Пентадекан С
72
Таблица 49
73
другом в таком количестве, что расчетное избыточное
Характеристика веществ и материалов,
находящихся (образующихся) в помещении
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не
более 28 ºС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паро-
газовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное из-
быточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и ма-
Категории помещений по взрывопожаробезопасности.
помещения
опасные
А – взрывопожаро-
Категория
териалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислоро-
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой
давление взрыва в помещении превышает 5 кПа
вспышки более 28 ºС, горючие жидкости в таком количестве, что могут образо-
Б – взрывопожаро-
73
вывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при вос-
опасные
дом воздуха или друг с
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие веще-
пламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в по-
ства и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, спо-
мещении, превышающее 5 кПа
ные
В1–В4 – пожароопас-
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном
собные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого
только гореть, при условии, что помещения не относятся к категории А или Б
Г
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии
сжигаются или утилизируются в качестве топлива
тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые
Д
Значения коэффициента η
р
Таблица 50
Скорость воздушного
потока, м · с
–1
Значение коэффициента η при температуре t, °С,
воздуха в помещении
10 15 20 30 35
0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,1 3,0 2,6 2,4 1,8 1,6
0,2 4,6 3,8 3,5 2,4 2,3
0,5 6,6 5,7 5,4 3,6 3,2
1,0 10,0 8,7 7,7 5,6 4,6
12. По расчетной формуле (77) находим избыточное значение давле-
ния, возникающее при сгорании паров жидкости.
13. Если расчетное избыточное давление превышает 5 кПа, помеще-
ние относится к определенной в пункте 2 категории по взрывопожаробезопасности.
Задача 17
Рассчитать плотность теплового потока на расстоянии 50 м от центра пожара и безопасное расстояние для человека при пожаре разлития
ЛВЖ и ГЖ.
Таблица 51
Исходные данные
№ Вещество
М,
г/моль
ρж,
кг/м
3
Q
н
кДж/кг
1 Бензин 120 730 44 000 65 200 Бетон 2
2 Бензин 120 730 44 000 65 2900 Гравий 3
3 Бензин 120 730 44 000 65 8500 Песок 4
4 Бензин 120 730 44 000 65 700 Бетон 5
5 Бензин 120 730 44 000 65 11500 Гравий 3
6 Бензин 120 730 44 000 65 34500 Песок 2
7 Нефть 250 800 43050 75 200 Бетон 2
8 Нефть 250 800 43050 75 3200 Гравий 3
,
ккал/кг
L ,
исп
m
кг
ж,
Грунт
w,
м/с
74
Окончание табл. 51
р
№ Вещество
М,
г/моль
ρж,
кг/м
3
Q
н
кДж/кг
,
ккал/кг
L ,
исп
m
кг
ж,
Грунт
w,
м/с
9 Нефть 250 800 43050 75 9500 Песок 4
10 Нефть 250 800 43050 75 750 Бетон 5
11 Нефть 250 800 43050 75 12500 Гравий 3
12 Нефть 250 800 43050 75 38000 Песок 2
13 Нефть 250 800 43050 75 1600 Бетон 4
14 Дизтопливо 200 880 42500 45 3500 Гравий 3
15 Дизтопливо 200 880 42500 45 10500 Песок 2
16 Дизтопливо 200 880 42500 45 200 Бетон 4
17 Дизтопливо 200 880 42500 45 1400 Гравий 6
18 Дизтопливо 200 880 42500 45 41500 Песок 5
19 Дизтопливо 200 880 42500 45 850 Бетон 3
20 Дизтопливо 200 880 42500 45 31000 Гравий 2
Методика расчета
При нарушении герметичности емкостей горючие или легковоспламеняющиеся жидкости, содержащиеся в ней, растекаются по грунту. Площадь разлива в этом случае можно определить по формуле
m – масса разлившейся жидкости (кг);
ж
шейся жидкости;
h – толщина слоя разлившейся жидкости (м), завися-
раз ж ж
/(м )Fmh
щая от вида грунта (табл. 52).
Толщина слоя разлившейся жидкости на различных грунтах
2
, (86)
– плотность разлив-
ж
Таблица 52
Характер поверхности h, м
Бетонная 0,003
Водная 0,01
Гравий 0,05
Влажная песчаная 0,15
Сухая песчаная 0,20
75
Отличительной чертой пожара разлития является «накрытие»
(рис. 7) с подветренной стороны, т. е. пламя пожара разлития можно
представить в виде наклоненного конуса, причем угол наклона Θ зависит от безразмерной скорости ветра
Рис. 7. Расчетная схема пожара разлития
W .
в
Геометрические параметры факела пожара разлития находятся по
формуле Томаса
L
D
L – высота пламени пожара разлития [м];
где
рость ветра;
– плотность воздуха, равная 1,2 кг/м
в
2
]; D – диаметр зеркала разлива [м]; a, b, c – эмпирические коэф-
[м/с
m – массовая скорость выгорания [кг/(м
выг
m
aW
в
фициенты по формуле Томаса, полученные в диапазоне
b
выг
gD
c
, (87)
в
W – безразмерная ско-
в
3
; g – ускорение силы тяжести
10
≤ 10 и равные:
a = 55; b = 0,67; c = –21.
Безразмерная скорость ветра
w – скорость ветра [м/с];
где
Ww
в
W рассчитывается по формуле
в
0,33
mgD
выг
– плотность паров жидкости [кг/м3].
п
76
, (88)
п
2
· с)];
3
≤ L/D ≤
Диаметр зеркала разлива
р
р
р
–
D определяется по формуле
4
F
2.
Dr
аз
(89)
Скорость выгорания жидкостей определяют, как правило, экспери-
ментально и является справочным данным. Для экспертной оценки
скорости выгорания
m [кг/(м
выг
2
· с)] можно воспользоваться эмпири-
ческой формулой
С Q
– плотность жидкости [кг/м
где
ж
топлива [Дж/кг];
L – скрытая теплота испарения жидкости [Дж/кг];
исп
m
выг
жн
2
, (90)
L
исп
];
Q – низшая теплота сгорания
н
C – коэффициент пропорциональности, значение которого, равное
6
1, 25 1 0
м/с, получено путем обработки многочисленных экспери-
ментальных данных по выгоранию большинства органических жидкостей и их смесей.
Плотность паров жидкости
рассчитывают по выражению
п
где
М – молярная масса жидкости [г/моль];
ный 22,4
3
м /кмоль
п
Vt
;
– расчетная температура [ºС], принимаемая
t
р
М
1 0,00367()
0p
, (91)
V – мольный объем, рав-
0
равной максимально возможной температуре воздуха в данной климатической зоне. При отсутствии соответствующих данных допускается
принимать равной 61 ºС.
Плотность теплового потока, падающего на элементарную пло-
щадку, расположенную на уровне грунта (см. рис. 1),
пад
q [
кВт/ м
2
]
вычисляется по формуле
пад соб 4
exp 7,0 10 ( )qq Rr
, (92)
где φ – угловой коэффициент излучения с площадки на боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, располо-
77
женную на уровне грунта, определяемый по графику на рис. 8;
соб
q –
средняя по поверхности плотность потока собственного излучения
пламени [
2
кВт/ м ]; R – расстояние до объекта [м]; r – радиус площади
пожара разлития [м].
Таблица 53
Значения q
Горючее вещество q
Сжиженный природный газ (метан) 150…170
Сжиженный нефтяной газ 50…60
Бензин 120…140
Нефть 60…80
Дизтопливо 50…70
Керосин 80…100
соб
некоторых горючих веществ
соб
, кВт/м2
Рис. 8. Зависимость углового коэффициента из-
лучения
разлития на элементарную площадку от
с цилиндрического пламени пожара
R/r
78
Порядок выполнения задания
F
1. По номеру варианта из табл. 51 выбрать необходимые данные.
2. По выбранным данным с учетом толщины слоя разлившейся го-
рючей жидкости (табл. 52) рассчитать площадь разлива
3. По формуле (89) определить величину диаметра
.
раз
D и радиуса r
площади разлива.
4. По формуле (90), не забывая перевести единицы измерения, взятые из табл. 51, в единицы, необходимые для расчетов, по формуле
(1 кал = 4,19 Дж) рассчитать скорость выгорания
m .
выг
5. По формуле (91) определить плотность паров жидкости.
6. Исходя из рассчитанных значений плотности паров жидкости,
скорости ее выгорания и диаметра разлива жидкости по формуле (88)
определить безразмерную скорость ветра
7. По формуле (87) найти высоту пламени
8. По графикам, приведенным на рис. 8, по соотношениям
W .
в
L.
L/r и R/r
определить значение углового коэффициента излучения φ.
9. По формуле (92) с учетом данных табл. 53 рассчитать плотность
пад
q
теплового потока пламени
10. Изменяя значения
пожара для человека (
пад
q = 1,4
на расстоянии 50 м от центра пожара.
R, найти безопасное расстояние от центра
2
кВт/м
).
Задача 18
Определить плотность теплового потока при взрыве парогазовоздушного (ПГВ) облака, образовавшегося при разгерметизации резервуара со сжиженным газом и степень термического поражения людей,
находящихся на месте аварии.
Крупномасштабное диффузионное горение ПГВ облака, реализуемое при разгерметизации резервуара с горючей жидкостью или газом
под давлением, носит название «огненный шар». Плотность теплового
потока
площадку на поверхности мишени
, падающего с поверхности «огненного шара» на элементарную
пад
q
(
пад соб 422
exp 7,0 10 / 2qq XHD
79
кВт/м
2
), равна
эф
, (93)
соб
где
q – плотность потока собственного излучения «огненного шара»
[
кВт/м
2
] (допускается принимать равной 450
кВт/м
2
); – угловой
коэффициент излучения с «огненного шара» на единую площадку на
облучаемой поверхности;
Х – расстояние от точки на поверхности зем-
ли непосредственно под центром «огненного шара» до облучаемого
объекта [м];
кается принимать равной
Н – высота центра «огненного шара» [м], которую допус-
0,5D
эф
D
;
– эффективный диаметр «ог-
эф
ненного шара» [м], определяемый по формуле
0,327
где
m – масса горючего вещества [кг].
эф
5,33Dm
, (94)
Масса горючего вещества определяется по формуле
mV a
. (95)
г
Угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности при
Н =
определя-
эф
0,5D
ется по формуле
41 ( / )XD
1
Время существования «огненного шара»
эф
. (96)
1,5
2
[с] рассчитывается по
формуле
0,303
№ вари-
анта
1 Пропан 530 кг/м
2 Пропан 530 кг/м
3 Пропан 530 кг/м
4 Пропан 530 кг/м
Газ ρ
0,92m
Исходные данные
г
V
емкости
3
600 м
3
100 м
3
54 м
3
50 м
80
. (97)
Таблица 54
а (степень
заполнения
3
3
75 % 400 м
3
70 % 300 м
3
65 % 200 м
емкости)
80 % 500 м
r – расстоя-
ние до объ-
екта
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]