Методические указания для проведения расчета по заданию 1.

Найти время, за которое при температуре 25°C в лаборатории объемом 90 м³, где случайная утечка бензола образовала пятно площадью 0,1 м²будет достигнута предельно допустимая концентрация (ПДК), средне смертельная концентрация и нижняя граница пожароопасности (НГП).

Для решения задания необходимы такие дополнительные данные:

- предельно допустимая концентрация бензола – 5 мг/м³;

- плотность бензола – 0,8 г/см³ = 800 мг/м³;

- средне смертельная концентрация – 3800 мг/м³в течение 4 часов;

- нижняя граница пожароопасности – 1,2 % об.;

- скорость испарения при температуре 25°C и при скорости ветра 0,25 м/с – 436 мг/м²с;

- летучесть – 320000 мг/м³.

Оценивая опасность отравления, принимают во внимание летучесть вещества. Она свидетельствует о максимальной концентрации вещества, которая достигается вследствие его испарения при заданной температуре. Если летучесть ниже, чем ПДК вещества, то отравление невозможно. Летучесть бензола превышает ПДК И ССК, поэтому возникает опасность отравления.

Рабочей формулой для расчета времени достижения соответственных концентраций является равнение:

, (1)

где V – объем помещения, м³; C – концентрация вещества в воздухе, мг/м³; S – площадь пятна жидкости, м²; u – скорость испарения жидкости, мг/м²с; t – время испарения, с.

Из формулы 1 время t будет равняться:

, (2)

Для предельно допустимой концентрации в рабочей зоне находим непосредственно:

с.

Аналогично находим время достижения средне смертельной концентрации:

78440 с = 21,79 часов

Чтобы определить время достижения нижней границы пожароопасности от объемных процентов в нижней границе пожароопасности перейти к массово-объемной концентрации. По определению объемно-массовой концентрации определяем, что

, (3)

где m– масса вещества, мг;V– объем смеси, м³.

По закону Авогадро имеем:

, (4)

где M – молярная масса вещества, г/моль; ν – объем пара вещества, который занимаетmмг вещества, а по нижней границе пожароопасности в % об. (НГП) находим:

(5)

Подставляем формулы 5 и 4 в формулу 3 и получаем:

мг/м³ (6)

Теперь 6 подставляем в формулу 2, получаем:

, (7)

часов

Если площадь образовавшегося пятна жидкости увеличить до 1 м², то время соответственно уменьшится в десять раз.

Важно знать какой объем разлитой жидкости приводит к установлению концентрации, которая соответствует нижней границе пожароопасности. Его оценивают по формуле:

, (8)

где m– масса испаренного вещества,ρ– плотность испаренного вещества.

Масса вещества, которая испарилась, равняется:

, (9)

Подставляем формулу 9 в формулу 8, получаем:

, (10)

см³ = 4,7 литров

Поэтому одним из методов безопасности во время работы с легковоспламеняющимися веществами является требование хранить в лаборатории только суточную норму жидкости, т.е. столько, сколько используется в течение рабочего дня.

Таблица 5

Варианты индивидуальных заданий

№ варианта	Объем лаборатории V, м3	Площадь пятна бензола S, м2	Скорость испарения U, мг/ (м2с)
1	85	0,15	430
2	110	0,12	424
3	80	0,11	431
4	60	0,10	411
5	70	0,14	405
6	105	0,17	398
7	95	0,13	380
8	85	0,12	371
9	75	0,11	430
10	115	0,24	425
11	120	0,22	415
12	125	0,23	410
13	130	0,24	395
14	125	0,27	392
15	120	0,25	385
16	110	0,21	376
17	90	0,18	378
18	105	0,19	412
19	108	0,17	423
20	99	0,21	431
21	111	0,27	429
22	96	0,15	422
23	93	0,14	418
24	104	0,18	402
25	103	0,19	408
26	108	0,14	393
27	91	0,16	383
28	89	0,17	362
29	109	0,18	370
30	112	0,27	385