Определение количества вредных веществ, выделяющихся из аппаратов, находящихся под разряжением

Аппарат, в котором токсичная среда находится под малым разряжением (Р до 0,01*10⁵Па или 0,01 кгс/см²) также является источником загрязнения воздушной среды, что обусловлено диффузией вредных веществ через неплотности (сквозные поры) аппарата. Этот процесс особенно опасен, когда концентрация токсичных веществ примерно в 10⁵раз превышает ПДК в воздухе рабочей зоны.

Количество вредных веществ, выделяющихся при разряжении, определяется по формуле (кг/с)

G=1/2*f*C₀*v/Pe²

f– суммарная площадь щелей, м²;

С₀– концентрация вредного вещества в аппарате, г/м³;

v– скорость воздуха в щелях, м/с;

Ре – критерий в задачах, диффузионного переноса вещества.

Pe=v*l/D

l– средняя длина щелей, м;

D– коэффициент диффузии газа в воздухе, м²/с.

D=D₀*(T/T₀)^3/2P₀/P,

D₀- коэффициент диффузии газа в воздухе при Т=273К, Р<0,981*10⁵Па (760мм.рт.ст)

Тогда

G=f*C₀*D²/2v*l

Определение количества вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух при большом дыхании аппарата

Большим дыханием называют вытеснение паров внутрь аппаратов при изменении в них уровня жидкости. Наполнение почти всегда происходит при постоянной температуре t_раби давлении в емкости Р_раб. Объем вытесненных газов или паров при наполнении аппарата будет равен (м³):

V_г=V₁–V₂

где V₁иV₂– объем газов или паров в аппарате перед его наполнением и после наполнения.

Масса теряемых при дыхании газов или паров за цикл (кг/цикл):

G=V_г*_г=(V₁–V₂)*_г

где _г– плотность газов или паров, кг/м³. Величину_гможно выразить через плотность воздуха:

_г=М_ж*_в/М_в,

где М_жи М_в– молярные массы паров жидкости, воздуха,_в- плотность воздуха, кг/м³.

Так как плотность паров жидкости зависит от Р_раби Т_раб, то необходимо ввести соответствующую поправку:

(Р_раб/Р₀)*Т₀/Т_раб

Р₀и Т₀– давление и температура окружающей среды воздуха вдали от источника.

С учетом поправки на давление и температуру количество теряемых при дыхании газов или паров за цикл составит:

G=(V₁-V₂)*(P_раб/Р₀)*(Т₀/Т_раб)*_г

Окончательно формула принимает вид:

G=(V₁-V₂)*(P_раб/Р₀)*(Т₀/Т_раб)*М_ж*_в/М_в

При известной концентрации газов или паров вредного вещества в аппарате их количество (г/цикл) определится из следующего выражения:

G=(V₁-V₂)*(P_раб/Р₀)*(Т₀/Т_раб)*С,

где С – концентрация газа или пара в газовой смеси в аппарате, г/м³.

Определение количества вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух при малом дыхании аппарата

Малым дыханием называют вытеснение газов или паров наружу или подсос воздуха внутрь аппарата, вызываемые изменением температуры газов или паров под влиянием внешней среды. При малом дыхании уровень жидкости изменяется очень незначительно, следовательно, объем газового или парового пространства аппарата останется постоянным. Давление в аппарате газовой смеси Р_рабтакже остается неизменным, т.к. ее избыток удаляется через дыхательную систему.

Если за весь период малого дыхания температура равномерно изменяется от t₁ доt₂, то равномерно изменяется и концентрация насыщенных паров от С₁до С₂.

Малое дыхание характерно, главным образом, для аппаратов, расположенных вне помещений. Объем вытесненных газов или паров при малом дыхании можно найти из следующего выражения:

V_г=*(t₂ – t₁)=V*t/273,

где V_г– увеличение объема газов или паров, м³;

V– объем газа или пара в аппарате над жидкостью, м³;

 - коэффициент объемного расширения, равный 1/273.

t– изменение температуры газа или пара над жидкостью.

Масса теряемого при дыхании вещества определяется из выражения (кг/цикл):

G=V_ср*/C_ср

где С₁ и С₂– концентрации насыщенных паров приt₁иt₂. С учетом поправки на изменение плотности в зависимости от давления и температуры формула приобретает вид:

G=V*(t/273)*C_ср*Р₂*Т₁/Р₁*Т₂