Основні питання щодо підготовки до модульної роботи 1.

1. . Класифікація основних технологічних процесів та апаратів

2.. Технологічні параметри та їх вплив на небезпеку процесів.

3. .Види технологічних розрахунків

4. Класифікація апаратів і машин

5 Матеріали для виготовлення технологічного обладнання

6. Поведінка конструкційних матеріалів при високих і низьких температурах та в агресивному середовищі.

7. Випробування обладнання на міцність та герметичність

8Характеристика небезпечних виробництв

9Причини та види пошкодження технологічного обладнання апаратів

10. Основні параметри, що характеризують небезпеку виробничого процесу

11. Інженерно-технічні заходи, що виключають пошкодження технологічного обладнання

12 Гідромеханічні процеси - одна з головних стадій небезпечних виробництв.

13. Класифікація процесів поділу.

14. Технологічне обладнання для проведення гідромеханічних процесів

15Сутність теплообмінних процесів. Технологічне обладнання

16Небезпека процесів нагрівання горючих речовин теплоносіями

17Класифікація причин пошкоджень технологічного обладнання.

18Причини пошкодження технологічного обладнання внаслідок механічних дій. Безпека та охорона праці

19Причини пошкодження технологічного обладнання від температурних впливів.

20Небезпека та причини пошкодження технологічного обладнання від хімічних дій.

21Основні заходи, що запобігають зруйнуванню технологічного обладнання від механічних дій.

22Запобігання зруйнування технологічного обладнання від температурних впливів. Безпека та охорона праці.

23Запобігання зруйнування технологічного обладнання від хімічних дій.

24Види пошкоджень технологічного обладнання, їх небезпека.

25Основні параметри, що характеризують небезпеку при локальних пошкодженнях технологічного обладнання.

26 Основні параметри, що характеризують небезпеку при повному зруйнуванні технологічного обладнання.

Під час підготовкм цих питань повторити можливість пошкодження обладнань, що використовуються в різних видах процесів та основні формули у розділах 1-3 [1]

1. Завдання на модульну роботу 1

Кожний курсант, студент (слухач) виконує модульну роботу (МР) за своїм варіантом, номер якого визначається за списком в журналі. До виконання МР слухачі отримують індивідуальне завдання. Керівник з'ясовує ступінь підготовки курсантів, студентів (слухачів). Термін захисту визначається відповідно з навчальним планом дисципліни.

Індивідуальні консультації курсантів, студентів, слухачів проводяться на кафедрі згідно графіка консультацій, на яких роз'яснюються вимоги до виконання модульної роботи.

ЗадачА для модулю 1

На заводі сталася аварія і було пошкоджено виробниче приміщення, в якому знаходились апарати з горючим газом. Пошкодження ліквідували за 15 хвилин. Визначити об`єм зони вибухонебезпечних концентрацій і при необхідності тривалість утворення ВНК у всьому об’ємі виробничого приміщення. Приміщення обладнане аварійною вентиляцією кратністю А год<sup>-1</sup>. Вид горючого газу, діаметр отвору в стінці апарата d<sub>отв</sub>, робочий тиск в апараті Р<sub>р</sub>, геометричний об`єм приміщення V_г наведені в табл. 3.3. Коефіцієнт витрати дорівнює 0.65, а температура газу в апараті - 20 ⁰С.

Таблиця 1. Показники для розв’язання завдання за варіантами.

№ варіанту	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Газ	Етан	Етилен	Метан	Сірководень	Водень	Аміак	Етан	Етилен	Метан	Водень
dотв, мм	15	20	25	30	10	15	20	25	30	15
Pр, МПа	0.8	0.9	1.0	0.5	1.2	1.1	1.0	0.8	0.4	0.9
Vг, м3	600	900	1200	2000	1500	1200	1600	2000	2400	800
А, 1/год	4	5	6	7	8	9	10	7	8	10

Приклад розв’язання задачі

Задача

Визначити тривалість утворення вибухонебезпечної концентрації, а також дійсну концентрацію горючого газу (етилену) у всьому об’ємі виробничого приміщення при локальному пошкодженні апарату, якщо робочий тиск в апараті Р_р = 1 МПа, температура газу в апараті t_р = 15 ⁰С, діаметр отвору в стінці апарату d_отв = 20 мм. Вільний об’єм приміщення Vв = 950 м³. Пошкодження ліквідовано через 15 хв. Вентиляція в період аварії не працювала. Коефіцієнт витрати прийняти  = 0,65.

Розв’язання* :

1. Визначаємо площу перерізу отвору, через який горючий газ виходить назовні за формулою (3.1) [1] :

f =   d² / 4 = 3,14  0,02² / 4 = 3,14  10^–4 м²

2. Визначаємо режим витікання горючого газу через отвір в апараті, для чого розраховуємо критичний тиск за формулою (3.7):

Р_кр = Р_р  (2 / (k + 1))^{k / k – 1} = 10⁶  (2 / (1,255 + 1))^{1,255 / 1,255 – 1} = 5,5  10⁵ Па

де k — показник адіабати (табл. 5 додатку Б задачника).

Порівнюємо критичний тиск з тиском навколишнього середовища (Рс = 1  10⁵ Па ), до якого відбувається витікання газу, а саме (Р_кр = 5,5  10⁵ Па)  (Рс = 1  10⁵ Па).

Таким чином, режим витікання критичний.

3. Визначаємо швидкість витікання горючого газу через отвір для критичного режиму за формулою (3.6):

_кр = = = 308,25 м / с

де R_г — газова стала. Для етилену R_г = R/М = 8314,31 / 28,05 = 296,4 Дж / кг  К

4. Визначаємо густину етилену при робочій температурі за формулою :

_t = М / V_t = (M / V₀)  (T₀ / T_p)  (P_p / P₀) = (28,05 / 22,4)  (273 / 288)  (1 / 0,1) = = 11,9 кг/м³

де V_t — молярний об’єм газу за робочих умов, м³ / кмоль, визначається за формулою (1.11):

V_t = V₀  (T_р / T₀)  (P₀ / P_р)

5. Визначаємо інтенсивність надходження газу до приміщення за формулою (3.15):

q =   f   = 0,65  3,14  10^–4  308,25 = 0,063 м³ / c

6. Визначаємо тривалість утворення ВНК газу у виробничому приміщенні за формулою (3.13):

 = (V_в / q)  ln (1 / 1 – _н) = (950 / 0,063)  ln (1 / 1 – 0,027) = 45,24 с

де _н = 0,027 об.ч. — НКМПП для етилену (табл. 1 додаток Б).

7. Визначаємо загальну масу газу, що виходить в приміщення за час аварії за формулою (3.1):

m_л =   f    _t  = 0,65  3,14  10^–4  308,25  11,9  900 = 673,8 кг

8. Визначаємо дійсну концентрацію етилену в об’ємі виробничого приміщення, яка утворюється за час аварії:

_д = m / V_в = 673,8 / 950 = 0,71 кг / м³

* - номера формул відповідно до задачника [1].