РАСЧЕТ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВА ДЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, ПАРОВ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ И ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ

5.1 Избыточное давление взрыва ΔР для индивидуальных[1] горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, определяется по формуле:

DР = (Р_max - Р_о)                                      (1)

где: Р_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с п.п.2.3, 2.4. При отсутствии данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа;

 Р₀ – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПa);

 m – масса ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (8), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (13), кг;

 Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения, определяемый по таблице 2 либо в соответствии с приложением Б.

 V_св – свободный объем помещения, м³;

 r_г.п – плотность газа или пара при расчетной температуре t_р, кг∙м^-3, вычисляемая по формуле:

,                                             (2)

где: М – молярная масса, кг∙кмоль^-1;

V₀ – молярный объем, равный 22,413 м³∙кмоль^-1;

 t_р – расчетная температура, °С. 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 изменения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_р по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С;

С_ст – стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, %(об.), вычисляемая по формуле:

,                                                   (3)

где: b = n_c +  - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

 

n_с, n,_н n_о n_х – число атомов С, Н, 0 и галоидов в молекуле горючего вещества.

К_Н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_н равным 3.

Таблица 2

Вид горючего вещества	Значение Z
Водород	1
ГГ (кроме водорода)	0,5
ЛВЖ и ГЖ, нагретые до температуры вспышки и выше	0,3
ЛВЖ и ГЖ, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии  возможности образования аэрозоля	0,3
ЛВЖ и ГЖ, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии  возможности образования аэрозоля	0

 

5.2 Расчет DР для веществ, кроме упомянутых в пункте 5.1, а также для смесей может быть выполнен по формуле:

D Р = ,                                               (4)

где: Н_T – теплота сгорания, Дж× кг^-1;

 r_В – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т₀, кг×м^-3;

 С_р – теплоемкость воздуха, Дж×кг^-1×К^-1 (допускается принимать равной
1,01×10³ Дж×кг^-1×K^-1);

 Т₀ – начальная температура воздуха, К.

При отсутствии справочных данных на вещества и материалы теплота сгорания Н_Т, кДж∙кг^-1, может определяться по формулам:

для смесей горючих газов и паров ЛВЖ:

Н_Т = 0,01                                                  (5)

где: Н_Тi – теплота сгорания i-го вещества, кДж∙кг^-1;

 φ_i – процентное содержание i-го вещества, %;

для смесей горючих жидкостей и нефтепродуктов:

Н_Т = 50460 – 8,546 ρ_ж                                                (6)

где: ρ_ж – плотность жидкости при расчетной температуре, кг∙м^-3.

5.3 В случае обращения в помещении ГГ, ЛВЖ или ГЖ при определении значения массы m, входящей в формулы (1) и (4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (согласно ПУЭ), при условии размещения вытяжных устройств для удаления поступающих в помещение газов и паров с учетом требований СНБ 4.02.01.

При этом массу ГГ или паров ЛВЖ или ГЖ, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле:

К = А Т + 1,                                                       (7)

где: А – кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1;

 Т – продолжительность поступления ГГ и паров ЛВЖ и ГЖ в объем помещения, с (принимается по пункту 4.2).

5.4 Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле:

m = (V_a +V_Т)r_г,                                                    (8)

где: V_a – объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

V_Т – объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³.

При этом:

V_a = 0,01 P₁ V,                                                     (9)

где: Р₁ – давление в аппарате, кПа;

V – объем аппарата, м³.

V_T = V_1T + V_2T,                                                    (10)

где: V_1T – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

 V_2T – объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³.

V_1T = q Т,                                                         (11)

где: q – расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и других параметров, м³∙с^-1;

 Т – время, с, определяемое по пункту 4.2.3

V_2T = 0,01 pP₂(r²₁ L₁ + r²₂ L₂ +... + r²_n L_n),                             (12)

где: Р₂ – максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;

 r – внутренний радиус трубопроводов, м;

 L – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

5.5 Масса паров жидкости m, поступивших в помещение определяется по формуле:

m = W F_и Т,                                                        (13)

где: W – интенсивность испарения, кг×с ^-1∙м^-2;

F_И – площадь испарения, м², определяемая в соответствии с пунктом 4.2;

Т – время испарения, с, определяемое по п. 4.2.6.

5.6 Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. При отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:

W = 10^-6 h  P_н,                                                 (14)

где: h – коэффициент, принимаемый по таблице 3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

М – молярная масса горючего, кг·кмоль^-1;

Р_н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 2.3, кПа.

Таблица 3

Скорость воздушного потока в помещении, м с–1	Значение коэффициента h при температуре t, оС воздуха в помещении
	10	15	20	30	35
0	1	1	1	1	1
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
Примечания: 1. Скорость воздушного потока следует определять экспериментально либо расчетом с учетом п.2.3 настоящих норм. 2. При промежуточных значениях скорости воздушного потока и (или) температуры воздуха в помещении, значение коэффициента h определяется методом интерполяции. 3. При отсутствии экспериментальных либо расчетных данных скорость воздушного потока следует принимать равной: 1 м/с – при наличии в помещении аварийной вентиляции, 0 м/с – при ее отсутствии. ⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒ Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 215; Нарушение авторского права страницы