Максимальное давление взрыва

Максимальное давление взрыва—наибольшее избыточное давление, возникающее при дефлаграционном сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси 101,3 кПа.

Максимальное давление взрыва определяется экспериментально и расчетными методами. Методика расчета регламентируется приложением 11 [3.6].

Метод расчета максимального давления взрыва газо- и паровоздушных смесей распространяется на вещества, состоящие из атомов С, Н, О, N, S, F, CI, Вг, Р, Si.

Максимальное давление взрыва р_макс без учета степени диссоциации продуктов горения в кПа вычисляют по формуле

(10)

где:

р_н — начальное давление, при котором находится исходная смесь, кПа;

Т _ад (V) — адиабатическая температура горения стехиометрической смеси горючего с воздухом при постоянном объеме, К (принимать значение, расчитанное в п.2.6 настоящей работы без учета теплопотерь);

— сумма числа молей конечных продуктов горения (определяется без учета избытка воздуха);

Т_н — температура исходной смеси. К;

— сумма числа молей газообразных исходных веществ.

Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по данной методике составляет 30 %.

Пример:

Условие: Вычислить максимальное давление взрыва смеси гексана С₆Н₁₄ с воздухом, если начальное давление 101,3 кПа, начальная температура 273 К, температура взрыва (адиабатическая температура горения) 2355 К.

Решение:

1. Уравнение реакции горения гексана в воздухе:

С₆Н₁₄ + 9,5(О₂ + 3,76 N₂) =6СО₂ + 7Н₂О + 9,5· 3,76 N₂

2. Рассчитаем число молей (киломолей) газообразных веществ до и после взрыва:

до взрыва: n = 1 + 9,5×4,76 = 46,22 моль

после взрыва: m = 6 + 7 + 9,5×3,76 = 48,72 моль

3. Максимальное давление взрыва составит:

Р_взр = = 921,1 кПа

Ответ: максимальное давление взрыва составляет 921.1 кПа.

Глава 2. Расчет аварийной ситуации

При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов максимальной емкости, в котором обращается наиболее опасное вещество;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии. Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:

· времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;

· 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;

· 300 с при ручном отключении.

Под “временем срабатывания” и “временем отключения” следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т. п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение.

г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей – на 1 м² пола помещения;

д) происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;

е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.

Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения.

Дата добавления: 2014-12-27