Взрывы пылевоздушных смесей

Рассмотрим пример расчета по определению давления ударной волны ГПВС при взрыве этилено-воздушной смеси при разгерметизации технологического блока внутри производственного помещения.

Исходные данные:

V_п=1296 м³; r_ст=1,285 кг/м³; Q_стх=3,01 МДж/кг; С=6,54 %.

Определить давление ударной волны на расстоянии 30 м от контура помещения при разрушении его ограждающих конструкций.

Расчет:

по табл. 3.18 DP_ф=93 кПа (0,93 кгс/см²).

При нарушении герметичности технологических аппаратов пыль выбрасывается в помещение, где вместе с накопившейся пылью смешивается с воздухом, образуя ПВС, способную гореть. Искровой разряд приводит к взрывному горению такой смеси. В отличие от ГВС образование взрывоопасного облака ПВС в помещении может происходить в процессе самого горения. Взрыву в большинстве случаев предшествуют локальные микровзрывы (хлопки) в оборудовании, резервуарах и воспламенение в отдельных участках здания, что вызывает встряхивание пыли, осевшей на полу, стенах и других строительных конструкциях и оборудовании. Это приводит к образованию взрывоопасных концентраций пыли во всем объеме помещения, взрыв которой вызывает сильные разрушения.

При оперативном прогнозировании последствий при взыве ПВС принимают, что процесс развивается в детонационном режиме. Зону детонационной волны, ограниченную радиусом r₀, можно определить по формуле (3.42), в которой энергия взрыва определяется из выражения

Э = m Q, кДж, (3.46)

где Q - удельная теплота сгорания вещества, образовавшего пыль, кДж/кг (см. 3.17);

m - расчетная масса пыли, кг.

При оперативном прогнозировании расчетная масса пыли определяется из условия, что свободный объем помещения будет полностью заполнен взвешенным дисперсным продуктом, образуя при этом ПВС стехиометрической концентрации

m = , кг, (3.47)

где V₀ - свободный объем помещения, (V₀=0,8 V_п), м³;

С - стехиометрическая концентрация пыли, г / м³,

С» 3 j_нкпр, (3.48)

где j_нкпр – нижний концентрационный предел распространения пламени – это минимальное содержание пыли в смеси с воздухом, при котором возможно возгорание.

Значение j_нкпр для различных веществ находится в пределах: неорганических веществ (сера, фосфор) 2 - 30 г/м³; пластмасс 20 - 100 г/м³; пестицидов и красителей 30 - 300 г/м³; шерсти 100 - 200 г/м³.

Давление во фронте ВУВ определяется также с использованием данных табл. 3.18.

Дата добавления: 2015-06-25