Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

Избыточное давление взрыва Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, H, О, N, Сl, Вr, I, F, определяем по формуле

, (1)

где Р_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газо – или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, принять Р_max равным 900 кПа;

Р_о – начальное давление;

Р_о – 101 кПа;

m – масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), попавших в результате аварии в помещении, кг;

Z – коэффициент участия горючего во взрыве (см.табл.5.3);

V_св – свободный объем помещения, м³, свободный объем помещения находят как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения;

ρ _г.п. – плотность пара или газа при расчетной температуре t_р, кг/м³ , вычисляемая по формуле

, (2)

где М – молярная масса, кг/кмоль (табл.2);

V₀ -- мольный объем, равный 22,413 м^3,кмоль^-1;

t_p – расчетная температура, ⁰С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если значение расчетной температуры t_p определить не удается, допускается принимать ее равной 61 ⁰С;

С _СТ. – стехиометрическая концентрация объемных долей ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, %, вычисляется по формуле

, (3)

где (4)

– стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_c, n_H, n_O, n_X – число атомов С,Н,О и галоидов в молекуле горючего (см. табл. 5.5);

К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатический процесс горения. Принять К_н = 3 (см.табл. 5.3).

 

В случае работы с горючими газами, ЛВЖ или ГЖ при определении значения массы, входящей в формулы (1) и (5), допускается учитывать аварийную вентиляцию. При этом массу горючих газов или паров ЛВЖ или ГЖ, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый формулой

 

К=А τ + 1, (5)

 

где А – кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^–1 (табл. 5.5.).

Массу (кг) поступившего при расчетной аварии газа определяют по формуле

m = (V_а + V_Т)ρ;_г, (6)

где V_а – объем газа, вышедшего из аппарата;

V_Т – объем газа, вышедшего из трубопровода до и после его отключения, м³;

τ; – время, с (табл. 5.3);

ρ;_г – плотность газа при температуре t_р.

Массу паров жидкости m, испарившейся с поверхности разлива, кг, определяют по формуле

m= W F_и τ, (7)

 

Где W – интенсивность испарения, кг/(с·м²)

F_и – площадь испарения,м², определяется, исходя из расчета, что 1 литр жидкости разливается на 1 м² пола помещения.

Интенсивность испарения W рассчитывают по формуле

 

(8)

 

Где η; – коэффициент, принимаемый по таблице 5.4. в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения.

М – молекулярная масса (табл. 5.5);

Р_н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа (табл. 5.5.)

Таблица 5.4

Значения коэффициента h

Скорость воздушного потока в помещении, м/с	Температура воздуха в помещении t, С
	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	2,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

 

Расчет Δ P для индивидуальных веществ, кроме упомянутых выше, а также для смесей выполняется по формуле

 

, (9)

 

где Н_Т – теплота сгорания, Дж/кг (по табл.5.5.);

ρ; _в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре То, кг/м³ (табл.5.5.);

Ср – теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К), допускается принимать равной 1,01·10³ Дж/(кг·К);

То – начальная температура воздуха, К (табл. 5.5.).