Задача 6
На участке длиной 60 м, шириной 20 м и высотой 18 м в результате аварии произошла разгерметизация баллона с ацетиленом С2Н2 и в атмосферу поступило 18 м3 ацетилена (№ варианта см. табл. 6, прил.1).
Требуется определить:
1. Давление взрыва паровоздушной смеси;
2. Категорию пожароопасности участка;
3. Категорию взрывоопасности технологического блока;
4. Меры по минимизации риска и защите от опасных факторов пожара (взрыва).
Решение
1. По табл. 17, 18 прил. 2 принимаем:
Pmax=1009
кПа; P0=101кПа;
z=0,5;
=1,079
кг/м3;
Kн=3;
Hт=49960кДж/кг.
2. Масса поступившего газа, кг,
3. Стехиометрическая концентрация, %,
где
- стехиометрический коэффициент кислорода
в реакции горения;nc,
nн,
n0,
nх -
число атомов углерода, водорода, кислорода
и галоидов в молекуле горючего.
4. Свободный объем помещения, м3,
5. Избыточное давление взрыва, кПа,
где Рmax - максимальное давление взрыва смеси в замкнутом объеме (см табл. 18, прил.2);
Р0 - давление воздуха до взрыва, кПа, допускается принимать 101 кПа;
z - коэффициент участия горючего во взрыве (см. табл. 17, прил.2);
VСВ - свободный объем помещения, за вычетом объема, занимаемого оборудованием (м3) допускается принимать условно равным 80 % геометрического объема помещения;
-плотность пара
или газа, кг∙м-3;
КН - коэффициент учитывающий не герметичность помещения и не адиабатичность процесса, допускается принимать равным 3;
ССТ - стехиометрическая концентрация горючего в воздухе, % по объему;
Так как давление взрыва меньше 5 кПа, помещение не относится к категории А. Рассматриваемый участок не может быть отнесен к категории Б, так как в помещении этой категории обращаются взрывоопасные волокна, пыли и ЛЖВ с температурой вспышки паров более 28 0С (см. табл. 15, прил.2).
Чтобы проверить отнесение участка к категории В, определим пожарную нагрузку на 1 м2 площади помещения, МДж/м2:
где Q – общая пожарная нагрузка материалов, МДж;
S- площадь размещения пожарной нагрузки, не менее 10 м2.
где
Нт - теплота сгорания, Дж ∙кг-1 (см табл. 18, прил.2);
Поскольку q находится в пределах от 1 до 180 МДж/м2, то участок относится к категории В4 – пожароопасной.
6. Тротиловый эквивалент, кг,
7. Энергетический потенциал блока:
Вывод: поскольку mТР< 2000 и QБ< 27, блок относится к III категории взрывоопасности (табл. 14, прил.2).
Меры защиты: …
Задача 7
На одной из нефтебаз в результате халатности обслуживающего персонала произошел перелив дизельного топлива через край резервуара при сливе его из железнодорожных цистерн. Площадь пролива дизельного топлива составила F=1256 м2. Теплая погода (температура воздуха 30о С) способствовала испарению дизельного топлива и загазованности территории. Источником зажигания паров дизельного топлива послужило пламя спички.
Определить интенсивность теплового излучения и вероятность поражения человека на расстоянии r = 40 м от геометрического центра пролива дизельного топлива (№ варианта см. табл. 7, прил. 1).
Решение
1. Определим эффективный диаметр пролива, м,
2. Плотность окружающего воздуха при температуре 30о С
(справочные
данные).
3. Рассчитаем высоту пламени, м,
где m – удельная массовая скорость выгорания дизельного топлива, кг/м2·с (см. табл. 19, прил. 2)
4. Найдем коэффициент пропускания атмосферы
5. Определим фактор облученности для вертикальной площадки
где коэффициенты А, В, S и h соответственно равны:
6. Определим фактор облученности для горизонтальной площадки
7. Угловой коэффициент облученности будет равен
8. Найдем интенсивность теплового излучения, кВт/м2,
где Et=32 кВт/м2 – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени для дизельного топлива (см. табл. 19, прил. 2).
9. Определим эффективное время экспозиции, с,
где t0=5 с – характерное время обнаружения пожара;
v=5 м/с – скорость движения человека.
10. Найдем функцию
11. По табл. 20, прил.
2 в зависимости от функции
определяем, что вероятности поражения
человека в рассматриваемой ситуации
нет. Этот вывод согласуется с данными,
представленными в табл. 21, прил. 2, в
которой приведена допустимая интенсивность
теплового излучения пожаров проливов
горючих жидкостей.