5.3 Оцінка стану об’єкту в надзвичайних ситуаціях
У лабораторії використовуються мастильні матеріали з температурою займання від 456 °C.
По пожежній небезпеці приміщення офісу відноситься згідно [21] до категорії В. Так до цієї категорії належать приміщення, де перебувають тверді горючі і важко горючі речовини та матеріали (в тому числі пил та волокна). Згідно ПУЕ, приміщення має клас П-ІІ-а пожежонебезпеки.
Основні причини вибухів і пожеж:
– порушення правил пожежної безпеки при обслуговуванні та ремонті обладнання;
– несправність електрообладнання, вихід із ладу вузлів автоматичного захисту від коротких замикань;
– порушення пожежної безпеки працівниками лабораторії.
– порушення правил використання вибухо-і пожежонебезпечних речовин;
– грозові розряди, розряди статичної електрики та ін.
Розрахуємо надлишковий тиск вибуху у виробничому приміщенні, розмірами (6×3×3), в якому внаслідок руйнування апарата відбулося витікання 2 л спирту ізопропілового (С3Н8О).
Для визначення критеріїв вибухопожежної небезпеки слід розрахувати надлишковий тиск вибуху горючої речовини:
, (5.1)
де Р – максимальний тиск вибуху стехіометричної пароповітряної суміші, кПа:
, (5.2)
Р0 – початковий тиск, 101 кПа;
Тв – температура вибуху, для більшості речовин близько 1500 К;
Т0 – початкова температура, 293 К;
х, у – кількість молей речовин до та після вибуху, визначити із рівняння повного окислення одного моля рідини;
Рівняння повного окислення для одного моля спирту ізопропілового має вигляд:
С3Н8О + (5.3)
Звідки знаходимо х=5,5; у=7; підставивши в (6.2) отримаємо:
кПа
m – розрахункова маса пари горючої рідини, яка може потрапити у повітря приміщення за рахунок випаровування, кг:
, (5.4)
де W – інтенсивність випаровування рідини, кг с–1·м–2;
– тривалість випаровування рідини, прийняти 3600 с;
S – розрахункова площа випаровування рідини, яка потрапила у приміщення внаслідок аварії, м2:
, (5.5)
де K – коефіцієнт розтікання, для чистої рідини 1 м2·л–1;
Vp – об’єм рідини, що витекла з апарату,2 л;
Розрахункова площа підлоги, :
(5.6)
де a, b відповідно довжина і ширина підлоги (a=6 м, b=3 м).
Так як величина розрахункової площі випаровування S не перевищує площу підлоги Sп, то слід прийняти, S.
Тоді з формули (6.4) знаходимо:
Якщо розрахункова маса пари горючої рідини m не перевищує масу рідини mp, то слід прийняти, що
, (5.7)
де – густина спирту ізопропілового, 785,5 кг·м–3;
Так як , то приймаємо
Z – коефіцієнт, що характеризує ступінь участі горючої речовини в утворенні вибухонебезпечної суміші, для пари горючих рідин, 0,3;
Vв – вільний об’єм приміщення, м3; його можна прийняти як 80% від геометричного об’єму приміщення, 45,63 ;
п – густина пари, кг·м–3;
, (5.8)
де М – молярна маса рідини, 60 кг·кмоль–1;
Мпов – молярна маса повітря, 28,966 кг·кмоль–1;
пов – густина повітря, 1,2 кг·м–3;
Сст – стехіометрична концентрація пари горючої рідини, об.%;
, (5.9)
де – стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції горіння:
, (5.10)
де nС , nН , nО , nГ – кількість атомів вуглецю, водню, кисню та галогенів у молекулі горючої речовини, відповідно для спирту ізопропілового: nС=3, nН =1.
Тоді
КН – коефіцієнт, який враховує негерметичність приміщення і неадиабатичність процесу горіння, 3.
Остаточно надлишковий тиск вибуху горючої речовини буде дорівнювати:
Надлишковий тиск , за характеристикою ступеня баричної дії вибуху, приведе до таких наслідків:
1.Для людини легке ураження (забиття, вивихи, тимчасова втрата слуху, загальна контузія)
2.Для будівлі (цегляні та кам’яні:малоповерхові) ступінь руйнування середня, ступінь руйнування середня, відносні збитки від ступеня руйнування будівлі 30-40%.