РХТУ им. Д.И. Менделеева

Кафедра Безопасности жизнедеятельности

Лабораторно-практическая работа №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Выполнил: студент гр. О-36

Щербаков В.Е.

Москва – 2004

Цель работы: определение концентрационных пределов распространения пламени газовоздушных смесей расчетными и экспериментальными методами. Установление категории помещения по взрывопожароопасности и разработка мер по пожарной безопасности для производственных помеще­ний, где используются горючие газы.

Общие сведения

Применение в химической и других отраслях промышленности горючих газов, способных в присутствии кислорода (воздуха) или других окисли­телей образовывать взрывоопасные смеси, требует разработки специальных мер безопасности, не только при использовании этих газов в технологиче­ских процессах, но и при их хранении и транспортировке.

Для создания и поддержания безопасных условий труда на производст­ве необходимым условием является знание и правильное использование по­казателей пожаровзрывоопасности применяемых веществ. Поэтому, прежде чем какое-либо вещество будет внедрено в производство, проводят всесто­роннее изучение показателей его пожаровзрывоопасности.

При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:

газы - вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50°С равно или более 300 кПа;

жидкости - вещества с температурой плавления (каплепадения) менее 50°С;

твердые вещества и материалы с температурой плавления (каплепадения) более 50°С;пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

Горением называется химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением. В зависимости от скорости процесса горение может происходить в форме собственно горе­ния, взрыва и детонации. Для возникновения и развития процесса горения обычно необходимы горючее, окислитель и источник зажигания.

Наиболее распространенным окислителем является кислород (чистый или атмосферный) и вещества, в состав которых входит кислород (перокси-ды, хлораты и др.), а источником зажигания - открытое пламя, механические искры, нагретые поверхности, тепло химической реакции, искры от электрооборудования, статического и атмосферного электричества, солнечная радиация, электромагнитные и другие излучения.

На производстве взрыв, как правило, вызывает пожар. Пожар - это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Основную опасность во время пожара при любых условиях оказывает лучистая энергия, которая как мощный источник зажигания способна вы­звать горение других конструкций, материалов и веществ. Горючие газы, пары и взвешенная горючая пыль в смеси с воздухом при определенных концентрациях способны сгорать со скоростью взрыва.

Смеси горючего газа с воздухом или другими окислителями можно воспламенить лишь в определенном интервале концентраций, за пределами которого невозможно стационарное, т.е. незатухающее распространение пламени. Эти граничные концентрации называются концентрационными пределами распространения пламени.

Концентрационные пределы объясняются влиянием потерь тепла из зоны пламени, в основном, вследствие конвекции и термического излучения.

При нормальном горении газовоздушных смесей в трубах скорость распространения пламени для большинства газов лежит в пределах 0,3-2,7 м/с. При сгорании газовоздушных смесей в сосудах сравнительно небольших размеров (до 1м³) скорость распространения пламени составляет 6,5-10,0 м/с. Величина температуры горения распространенных горючих смесей лежит в пределах от 1500-3000 К.

Нормальная скорость горения (м/с) зависит от состава смеси, давления, начальной температуры и наличия примесей.

В атмосфере кислорода область воспламенения растет за счет увеличения верхнего предела распространения пламени.

Взрызоопасность горючего вещества тем больше, чем меньше нижний предел распространения пламени, чем шире область распространения пламе­ни, чем меньше период индукции (промежуток времени от момента введения в горючую смесь источника зажигания до момента воспламенения смеси) и чем ниже температура самовоспламенения.

Пределы распространения пламени некоторых горючих газов приведе­ны в табл.6.1.Таблица 6.1

Концентрационные пределы распространения пламени некоторых горючих газов

Наименование газа	Формула	Нижний предел, об%	Верхний предел, об%
Метан		5,3	14,1
Этан		2,9	15,0
Пропан		2,3	9,4
Бутан		1.8	9,1
Этилен		2,7	34,0
Ацетилен		2,5	81,0
Аммиак		15,0	28,0
Сероводород		4,3	46,0
Водород		4,1	75,0
Оксид углерода		12,5	74,0

Концентрационные пределы распространения пламени газопаровоздушных смесей можно определить расчетными методами: