Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»




Скачать 266.06 Kb.
НазваниеУчебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»
страница1/2
Дата конвертации17.12.2012
Размер266.06 Kb.
ТипУчебное пособие
  1   2
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

________________________________________________________________________________________________

КАФЕДРА «ЗОС И ПБ»




В. А. АКАТЬЕВ


УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ


ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВА ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

В ПОМЕЩЕНИИ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

ПО ВЗРЫВОЗАЩИТЕ ПОМЕЩЕНИЯ


Издание РГСУ

Москва – 2011


ББК 38.96

УДК 699.81: 614.841


Акатьев В.А. Оценка параметров взрыва газовоздушной смеси в помещении и разработка технических решений по взрывозащите помещения / Учебное пособие. – М.: РГСУ, 2011. – 20 с.


Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и «Безопасность технологических процессов и производств» к выполнению курсовой работы. В результате выполнения курсовой работы студенты должны приобрести опыт оценки параметров дефлаграционных режимов горения газовоздушных смесей в помещениях.

При выполнении работы студенты производят расчеты избыточного давления внутри помещения при взрыве газовоздушной смеси и оценку достаточности мер по взрывозащите помещения.

При выполнении самостоятельной работы достигаются следующие учебно-воспитательные цели:

закрепление знаний, полученных на лекциях и практических занятиях по оценке последствий взрывов газовоздушных смесей в производственных помещениях;

привитие навыков самостоятельной работы со справочно-технической литературой, по формированию исходных данных, выполнению расчетов избыточного давления взрыва ГВС внутри помещения, оценке динамики процесса нарастания и спада давления, а также оценке достаточности принятых мер по взрывозащите помещения;

получение практики применения действующих методик (ВНИИПО, МГСУ, НТЦ ПБ и др.) для прогнозирования последствий взрывов ГВС в помещениях;

воспитание инженерной культуры при отработке материалов работы и чувства ответственности при обосновании принимаемых мер по безопасности взрывоопасных помещений.



ISBN _____________


© Российский государственный социальный университет, 2011




© В. А. Акатьев, 2011


СОДЕРЖАНИЕ


Стр.

1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ И ЗАЩИТЫ РАБОТЫ _ _ _ _ 4

1.1. Исходные данные по вариантам _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4

1.2. Задание _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _5

1.3. Примерная структура (оглавление) работы _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5

1.4. Порядок выполнения и защиты работы _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5

2. УКАЗАНИЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

МАТЕРИАЛЫ К РАЗДЕЛАМ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _6

2.1. Введение _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _6

2.2. Раздел 1. Формирование исходных данных _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ 6

2.3. Раздел 2. Теоретические материалы _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _7

2.3.1. Общие положения и понятия _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 7

2.3.2. Теоретические материалы к расчету избыточного давления взрыва ГВС

внутри помещения по методу ВНИИПО _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 8

2.3.3. Теоретические положения по оценке избыточного давления взрыва ГВС

внутри помещения по методу А. В. Мишуева _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 12

2.4. Заключение _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 17

2.5. Список литературы _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 17

Приложение 1. Образец титульного листа _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 18

Приложение 2. Показатели пожарной опасности горючих и легковоспламеняющихся жидкостей и газов _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 19


1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ И ЗАЩИТЫ РАБОТЫ

1.1. Исходные данные по вариантам

Таблица 1

№№

Вещество

L, м

B, м

H, м

tпом, °С

Кзауж

С,

% об.

∆pост , кПа

Ксв

Fост , м2

1

метан

120

4,5

3,5

10

0,1

8

3

0,7

2,0

2

пропан

100

6

3,5

12

0,2

4

5

0,8

2,1

3

этан

80

6,5

4

15

0,3

5

4

0,9

2,5

4

бутан

60

6

4,5

20

0,4

3

6

0,7

3,0

5

метан

90

6,5

3,8

25

0,5

9

3

0,8

2,4

6

этилен

120

4,5

3,5

28

0,6

6

5

0,9

1,9

7

оксид углерода

100

6

3,5

30

0,1

28

4

0,7

2,3

8

аммиак

80

6,5

4

32

0,2

2

6

0,8

2,7

9

бензол

60

6

4,5

35

0,3

2,5

3

0,9

2,9

10

этиловый спирт

90

6,5

3,8

40

0,4

1,5

5

0,7

2,8

11

водород

120

4,5

3,5

20

0,5

27

4

0,8

2,0

12

ацетилен

100

6

3,5

25

0,6

7

6

0,9

2,2

13

ацетон

80

6,5

4

28

0,1

4

3

0,7

2,5

14

сероуглерод

60

6

4,5

30

0,2

6

5

0,8

2,4

15

изобутилен

90

6,5

3,8

32

0,3

3

4

0,9

2,3

16

пропилен

120

4,5

3,5

35

0,4

4

6

0,7

2,1

17

циклогексан

100

6

3,5

40

0,5

2

3

0,8

2,2

18

пропан

80

6,5

4

25

0,6

3,5

5

0,9

2,1

19

этан

60

6

4,5

28

0,2

4,8

4

0,7

2,0

20

бутан

90

6,5

3,8

30

0,3

2,8

6

0,8

1,9

21

Метан

120

4,5

3,5

10

0,1

8,5

3

0,7

1,8

22

пропан

100

6

3,5

12

0,2

1,7

5

0,8

1,7

23

этан

80

6,5

4

15

0,3

2,2

4

0,9

2,2

24

бутан

60

6

4,5

20

0,4

2,3

6

0,7

2,3

25

метан

90

6,5

3,8

25

0,5

2,1

3

0,8

2,1


Примечания к табл. 1:

Вариант работы соответствует номеру студента в списке группы.

Производственное помещение имеет габариты L x B x H, м3. Температура воздуха в помещении равна tпом, °С. Коэффициент заужения равен Кзауж. Концентрация газа в ГВС равна С, % об.

Сценарий аварии: выброс сжатого или сжиженного газа в помещение с образованием газовоздушной смеси с концентрацией С (% об.) газа в ГВС, приведенной в табл.1. Горение начинается из центра помещения. При достижении избыточного давления в помещении до ∆pост (кПа) разрушаются оконные проемы, имеющие суммарную площадь остекления, равную Fост 2).


1.2. Задание

Рассчитать теплофизические параметры горючего газа и воздуха. Записать уравнение реакции газа в воздухе. Определить концентрационные пределы распространения пламени в ГВС. Сформировать исходные данные для расчета избыточного давления взрыва.

Оформить теоретические положения для расчета, записать все формулы без подстановки численных значений.

Определить избыточное давление взрыва по формуле по ГОСТ Р 12.3.047-98 и по формуле проф. Мишуева А.В. – с учетом динамики дефлаграционного режима горения, объяснить расхождения результатов, полученных по разным методикам;

Оценить изменение давления в зависимости от отношения площадей фронта пламени и остекления, а также время действия избыточного давления в помещении;

Построить график зависимости избыточного давления от времени горения. Объяснить причины первого и второго максимумов давления при горении ГВС;

Оформить титульный лист, лист содержания, список литературы, лист заключения;

В заключении кратко отразить результаты, в том числе меры по взрывозащите помещения и оценку их достаточности.

1.3. Примерная структура (оглавление) работы

Титульный лист.

Введение.

Раздел 1. Исходные данные.

Раздел 2. Расчет избыточного давления взрыва ГВС внутри помещения по методу ВНИИПО.

Раздел 3. Оценка избыточного давления взрыва ГВС внутри производственного помещения по методу А. В. Мишуева.

Заключение.

Список литературы.

1.4. Порядок выполнения и защиты работы

Форма титульного листа приведена в приложении 1.

Срок сдачи работы – не позднее, чем за 10 дней до начала зачетной недели.

После проверки самостоятельной работы преподавателем кафедры и ознакомления студента с замечаниями преподавателя по результатам проверки, работа защищается на кафедре ПАХТ и БЖД.

Защита самостоятельной работы включает:

доклад содержания работы в течение 5-7 минут;

ответы на вопросы преподавателя.

По результатам проверки и защиты самостоятельной работы преподавателем выставляется оценка за работу по 4-балльной системе (5; 4; 3; 2).


2. УКАЗАНИЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

МАТЕРИАЛЫ К РАЗДЕЛАМ РАБОТЫ

2.1. Введение

Представляется краткая статистика аварий со взрывами ГВС. Называются примеры таких аварий и их последствий. Указывается производство (процессе), в котором используется данный горючий газ (жидкость). Кратко излагаются основные требования к зданиям для размещения взрывоопасных производств.

Обосновывается актуальность темы.

2.2. Раздел 1. Формирование исходных данных

Исходные данные разрабатываются на основе данных табл. 1.

Вычерчивается план размещения технологического оборудования, на котором указываются: габаритные размеры помещения, размеры зауженного сечения, источник зажигания ГВС, легко разрушающиеся ограждающие конструкции (окна и др.).

В исходных данных указываются температура воздуха в помещении, наименование горючего вещества, его химическая формула, дается описание его свойств.

Определяются расчетами следующие теплофизических показатели горючего газа – удельная газовая постоянная, молярная масса, плотность, удельный объем, изобарная и изохорная теплоемкости, термодинамические параметры состояния на линии насыщения, показатель адиабаты, удельная теплотворная способность газа. Записывается уравнение химической реакции газа с воздухом, из которого определяется стехиометрическая концентрация газа в ГВС. Приводится концентрация газа в ГВС по заданию, а также концентрационные пределы распространения пламени, нормальная скорость горения ГВС. Полученные данные сравниваются с аналогичными данными из справочников.

Выполняется расчет теплофизических свойств воздуха (молярная масса, удельная газовая постоянная, плотность, удельный объем, изобарная и изохорная теплоемкости, термодинамические параметры состояния на линии насыщения, показатель адиабаты).


2.3. Раздел 2. Теоретические материалы

2.3.1. Общие положения и понятия

Кратко излагаются основные положения для расчета теплофизических параметров горючего газа и воздуха: понятия о термодинамических параметрах - температуре, давлении, нормальных условиях; закон Авогадро; уравнение термодинамического состояния тела; формулы Д. И. Менделеева для определения удельной теплотворной способности вещества и др.

Инициирование (зажигание) газовоздушной смеси с образованием очага горения возможно при следующих условиях:

концентрация горючего газа в газовоздушной смеси должна быть в диапазоне между нижним и верхним концентрационными пределами распространения пламени;

энергия зажигания от искры, горячей поверхности должна быть не ниже минимальной. Для большинства взрывчатых смесей энергия зажигания не превышает 30 Дж.

Нижний концентрационный предел (снкп ) распространения пламени – это такая концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, ниже которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Верхний концентрационный предел (свкп) распространения пламени – это такая концентрация горючего в смеси с окислительной средой, выше которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Минимальная энергия инициирования (зажигания) (Эи) – наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить смесь стехиометрического состава.

Концентрация газа стехиометрического состава (ссх) – концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, при которой обеспечивается полное без остатка химическое взаимодействие горючего и окислителя смеси.

При сгорании газовоздушной смеси стехиометрического состава образуются только конечные продукты по реакции горения и выделившаяся теплота их сгорания не расходуется на нагревание несгоревших окислителя или горючего – последних не образуется. По этой причине продукты сгорания нагреваются до максимальной температуры.

В случае дефлаграционного горения такой смеси в замкнутом герметичном и теплоизолированном объеме образуются максимальные температура и давление. Величина максимального давления является характеристикой соответствующей газовоздушной смеси.


2.3.2. Теоретические материалы к расчету избыточного давления взрыва ГВС внутри помещения по методу ВНИИПО

При воспламенении ГВС в “ точке-сфере ” теплота сгорания повышает параметры сгоревшей части ГВС. Горящий слой передает теплоту прилегающим слоям сферы, вызывая их последовательное воспламенение. В результате горение распространяется от слоя к слою во всем объеме ГВС и воспринимается как распространение сферообразного пламени от центра к внешней поверхности ГВС. Распространение пламени таким способом называется тепловым. В неразогретом и спокойном состоянии ГВС горение протекает в очень тонком слое (доли миллиметра), называемом пламенем. В первые моменты пламя представляет сферу, которая увеличивается во времени. Величина скорости распространения пламени в ГВС в неразогретом и спокойном состоянии является характеристикой ГВС. Эта скорость называется нормальной скоростью распространения пламени. Для большинства ГВС нормальная скорость распространения пламени лежит в области от 0.3 до 1.5 м/с.

При составлении расчетной схемы (рис. 1) для определения параметров горения ГВС в замкнутом объеме принимаются следующие допущения: во всем объеме помещения горючий газ и воздух полностью перемешаны с образованием смеси стехиометрического состава; точечный источник инициирования расположен в центре помещения, а энергия зажигания и термодинамические параметры обеспечивают режим дефлаграционного горения смеси; помещение абсолютно герметично, потери теплоты отсутствуют.

Начальное

состояние “0“


Q1–Q0=Qсгор


Горение (местный) разогрев газа с образованием большого объема газов - зоны сжатия и адиабатное истечение газов из этой зоны в объем помещения с плавным повышением давления и в зоне сжатия и в помещении


Конечное

состояние “1“


V0, 0, р0, T0, n0

( ГВС: Мо = Мгв )



Газовоздушная смесь

стехиометрического

состава


V1, 1, p1, T1, n1 V0=V1, М01


Продукты сгорания и азот воздуха М1гв


Рис. 1. Схема для оценки параметров квазистатического процесса горения ГВС в замкнутом теплоизолированном объеме:

V0 - объем ГВС; р0,0,T0,n0 и р1,0,T1,n1 - соответственно, давление, удельный объем, температура и число молей газа в объеме V0 до и после реакции горения; МГ, МВ - соответственно масса газа и воздуха


В термодинамическом процессе без потерь теплоты, но с выделением теплоты при сгорании газа и возможным изменением количества молей газа в процессе реакции горения, изменение конечного давления (оно же и максимальное давление горения ГВС) будет пропорционально изменению температуры и количества молей газа, то есть:

pмах=p1=p0 (1)

Значения n1 и n0 определяются из уравнения химической реакции.

Температура продуктов сгорания определяется в зависимости от удельной теплоты сгорания газа и средней теплоемкости продуктов сгорания при адиабатном их расширении.

Масса горючего газа в объеме V0 равна:


МГ=VГ=V0, кг, (2)

где - плотность горючего газа, кг/м3;

cсх – стехиометрическая концентрация, % об.

Теплота, выделившаяся в объеме V0 :

Q=Q МГ= QV0, кДж, (3)

где Q- удельная теплота сгорания горючего газа, кДж/кг.

Увеличение температуры газов при известных теплоемкостях продуктов сгорания определится из соотношения:

, К , (4)

где: – удельная теплоемкость i-го газа в продуктах сгорания (количество газов – “n”) , кДж/(кг· К);

– масса i-го газа в объеме V0 , кг;

– объем i-го газа в объеме V0 продуктов сгорания, м3.

Для практических расчетов можно пренебречь различием в физических свойствах горючего газа и воздуха, поскольку содержание воздуха в ГВС превышает содержание газа в несколько раз. Пренебрегая изменением молекулярного состава (n1=n0) в процессе горения и принимая в качестве рабочего тела воздух, приходим к упрощенной формуле для определения увеличения температуры газов при реакции горения:


, К , (5)

где – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг К);

– плотность воздуха в состоянии “0” , кг/м3.

Подставляя в это уравнение формулу для теплоты горения, получим:

, К , (6)

Тогда максимальное давление дефлаграционного горения ГВС равно:

, кПа; (7)

Перепишем последнее уравнение в следующем виде (для определения избыточного давления):

, кПа , (8)


где – максимальное давление при дефлаграционном взрыве ГВС, кПа,

– атмосферное давление, 101.3 кПа,

– удельная теплота сгорания горючего газа, кДж/кг,

– стехиометрическая концентрация газа в смеси с воздухом, % об.

При рассмотрении загазованности помещений учитывают ее степень - отношение объема, занятого газовоздушной смесью, ко всему свободному объему помещения:

, (9)

где: - степень загазованности свободного объема помещения;

- объем ГВС, м3.

Vo - свободный объем помещения, м3.

В незагазованной части помещения концентрация газа незначительна (менее снкп), но имеется определенное количество газа, которое даже после сгорания ГВС остается несгоревшим.

Не полностью выгорит газ и в зоне у источника, где его концентрация в смеси с воздухом чрезвычайно высока (более свкп).

Степень выгорания газа (коэффициент участия горючего во взрыве) рассчитывается на основе характера распределения газа в объеме помещения. В случае отсутствия данных о таком распределении этот коэффициент “z” принимается равным: для водорода - z=1; для других горючих газов - z=0.5; для ЛВГЖ - z=0.3.

Вследствие негерметичности помещения и неадиабатичности процесса давление при горении ГВС будет меньше в “кн” раз.

С учетом известных максимального давления pmax, степени загазованности ““ помещения, коэффициента участия горючего во взрыве “z” и коэффициента негерметичности и неадиабатичности “кн” избыточное давление взрыва будет равно:

, кПа , (10)

где: - максимальное давления взрыва ГВС, кПа;

- атмосферное давление, 101.3 кПа;

- степень загазованности, 1;

- коэффициент участия горючего во взрыве, ;

- коэффициент негерметичности помещения и неадиабатичности процесса горения, допускается принимать кн= 3, если нет данных о нем.

С учетом выражения (8) для формула для определения определится в виде:

, кПа.

Учитывая, что ,

формула перепишется в виде, удобном для расчета избыточного давления при известной массе газа , поступившей в свободный объем :


, кПа. (11)

Стехиометрическая концентрация газа в смеси с воздухом определится из уравнения реакции при учете, что на каждый моль кислорода воздуха приходится 3.76 моля азота.

Стехиометрическая концентрация газа в смеси с воздухом может быть определена по формуле:


, % об., (12)

где: - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения;

nc, nн, n0, nx - число атомов С, Н, О и галогенов (Сl, Br, I, F).


2.3.3. Теоретические положения по оценке избыточного давления взрыва ГВС внутри помещения по методу А. В. Мишуева.

Процесс дефлаграционного горения ГВС в помещении сопровождается мгновенным выравниванием давления в каждой точке объема помещения. Выравнивание давления происходит за счет адиабатного истечения газов из зоны горения. При этом теплообмен с окружающей средой через наружное ограждение помещения с учетом быстротечности процесса настолько незначителен, что может не учитываться, а процесс истечения газов может приниматься адиабатным (рис. 2).





Рис.2. Схема выгорания ГВС в помещении: V1 - выгоревший объем ГВС;

V2 - объем ГВС, не принимавший участия в горении; V0 - свободный объем помещения; w - скорость распространения пламени; r - радиус выгорания;

dr - элементарное продвижение фронта пламени


Для газовоздушной смеси стехиометрического состава характеристикой является максимальное давление взрыва и степень теплового расширения ГВС при ее сгорании:

, (13)

где: - степень теплового расширения ГВС при сгорании;

рmax, Тmax - максимальные давление и температура взрыва ГВС;

- начальные параметры: давление и температура ГВС;

- количество молей соответственно ГВС и продуктов сгорания ГВС в выгоревшем объеме ГВС.

С учетом изложенного, в элементарном выгоревшем объеме сферы за время d образуется дополнительный объем газов, вследствие чего в области горения появляется избыточное давление, и происходит истечение газов как внутрь сферы (dV1 ), так и во внешнюю зону (dV2). В связи с этим, скорость распространения пламени увеличивается в () по сравнению с первоначальной (нормальной) скоростью.

Кроме того, на скорость распространения пламени будет существенно оказывать влияние турбулизации потока при встрече преград.

С учетом изложенного скорость распространения пламени определится в виде: , (14)

где: - нормальная скорость распространения пламени, м/с;

- коэффициент турбулизации горения, ;

- степень теплового расширения сгорания.

Для приближенных оценок коэффициента турбулизации могут использоваться следующие положения, полученные в результате обработки имеющихся экспериментальных данных и вытекающие из основных закономерностей взаимодействия потока газа с преградами.

При отсутствии в помещении каких-либо преград и если помещение более 1000 м3 коэффициент  принимается равным 2 (рис.3).




Рис. 3. Зависимость коэффициента турбулизации от масштабов горения:

м - масштабный коэффициент турбулизации; V0 - объем газовоздушной смеси



Если в помещении преграды размещены так, что фронт пламени подходит к ним практически одновременно, то эти все преграды считаются в одном ряду, а коэффициент турбулизации определяется как функция от степени заужения сечения по пути распространения пламени (рис. 4).

Максимальное число рядов преград, влияющих на увеличение турбулентности, принимается равным 4, то есть .




Рис. 4. Зависимость коэффициента турбулизации пламени от степени

заужения сечения для пропуска пламени одним рядом преград


Расстояния между рядами преград принимаются равными не менее L0. Для взрывоопасных производств расчетное значение L0 принимается равным двадцати проекциям ширины преграды: L0=20Впр, но не более 20 метров.

При рассмотрении нескольких направлений распространения пламени в качестве расчетного для помещений в целом следует принимать большее из полученных значений .

Возвращаясь к рассмотрению истечения продуктов сгорания из зоны горения и учитывая полученную зависимость для скорости распространения пламени, приращение объема газов запишется в виде:

(15)

После дифференцирования уравнения адиабаты получим уравнение, которое в совокупности с выражением для dV составит систему уравнений:

(16)

Записанная система уравнений не учитывает негерметичности помещения после вскрытия оконных и дверных проемов при избыточном давлении около 5 кПа. Для того, чтобы учесть истечение газов через вскрытые проемы и отверстия, необходимо ввести дополнительный член в первое уравнение системы, которое примет следующий вид:

. (17)

Величина характеризует объем газа, вытекшего через сбросные отверстия за время d. Если принять, что при дефлаграционном режиме горения величина избыточного давления увеличивается незначительно, то можно определить величину сбрасываемого объема, используя известную формулу Торичелли:

, (18)

С учетом этого:


; (19)

или:

, (20)

где: - текущее значение площади фронта пламени, м2;

- суммарная площадь сбросных отверстий, м2;

- плотность сбрасываемого газа (возможен сброс как свежей

ГВС, так и продуктов сгорания), кг/м3;

- коэффициент турбулизации (интенсификации) процесса горения;

- степень расширения ГВС при сгорании, где индекс 1

относится к продуктам сгорания, 2 - к свежей ГВС;

- показатель адиабаты (=1.3-1.4);

- избыточное давление, кПа;

- нормальная скорость распространения пламени, м/с;

- давление, кПа;

- объем помещения, м3.

Перепишем формулу:

. (21)

Из формулы следует, что темп нарастания давления и величина избыточного давления главным образом зависят от суммарной площади фронта пламени, объема помещения, плотности истекающих через сбросные отверстия газов и площади сбросных отверстий (проемов). При условии незначительного повышения избыточного давления , левая часть выражения (21) обращается в ноль и формула приобретает вид:

, (22)

где: - плотность ГВС (плотность с индексом относится к сгоревшей ГВС, - относится к свежей ГВС).

Условно принимая, что распространение пламени идет с одинаковой скоростью w в трех направлениях, можно определить объем куба выгоревшей смеси:

, (23)

где: w - скорость распространения пламени, м/c;

- время горения ГВС, с;

- выгоревший объем ГВС, м3.

Откуда: , с. (24)

После того, как смесь в помещении выгорела, через щели и проемы происходит ее истечение в атмосферу и в течение времени ее истечения в помещении сохраняется избыточное давление. Практика показывает, что отношение времени сгорания к времени сохранения избыточного давления сохраняется в пределах от 0.2 до 0.4 (рис. 5), т. е. .



Рис. 5. Изменение избыточного давления во времени

при дефлаграционном горении ГВС в помещении:

вск - время вскрытия проемов; 0 - время окончания горения;

+ - время сохранения избыточного давления в помещении



2.4. Заключение

Кратко изложить полученные результаты. Объяснить разницу в полученных результатах , полученных по разным методам. Оценить достаточность мер по повышению взрывоустойчивости помещения.
2.5. Список литературы

  1. О пожарной безопасности, 21.12.94 г. № 69-фз.

  2. О промышленной безопасности опасных производственных объектов, 21.07.97 г. № 116-фз.

  3. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

  4. ГОСТ 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

  5. НПБ 105-95. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

  6. СНиП 31-03-2001. Производственные здания.

  7. Акатьев В. А. Основы взрывопожаробезопасности. / Учебное пособие. - М.: МГТУ, 2004. – 384 с.

  8. Бесчастнов М. В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. – М.: Химия, 1991. – 432 с.

  9. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Наука, 1972. – 720 с.

  10. Справочник. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: в 2 книгах / Под ред. А. Н. Баратова. – М.: Химия, 1990. – кн. 1 – 496 с., кн. 2 – 384 с.

  11. Мишуев А. В., Казеннов В. В., Комаров А. А. Некоторые аспекты защиты населения и территорий при особого вида ЧС (взрывах и т. п.) Вторая Всероссийская научно-практическая конференция: Защита населения при ЧС как безопасность России/ Тезисы докладов.– М.: ВНИИ ГО ЧС, 26-27 мая 1997 г. – с. 62– 66.

  12. Пилюгин Л. П. Обеспечение взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций. –М.: Пожнаука, 2000.

  13. Баратов А. Н., Пчелинцев В. А. Пожарная безопасность/ Учебное пособие. – М.: АСВ, 1997. – 176 с.

  14. Собурь С. В. Пожарная безопасность электроустановок. Справочник. – М.: Спецтехника, 1999. – 256 с.

  15. Щербаков В. И., Суконников С. Е., Дегтярев В.Н Пожарная безопасность на текстильных предприятиях. / Учебное пособие. – М.: МТА, 1999. – 232 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Образец титульного листа


РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


  1   2

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconУчебное пособие по выполнению курсовой работы для студентов специальности «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»
Учебное пособие предназначено в помощь студентам специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» при подготовке...

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconБезопасность жизнедеятельности
Учебное пособие предназначено для студентов педагогических вузов, изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности»

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconБезопасность жизнедеятельности Учебное пособие для студентов педагогического института
Н 68 Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Арзамас: агпи, 2008. – 211 ст

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconУчебное пособие предназначено для студентов специальностей «Экономика труда»
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей «Экономика труда» и«Управление персоналом», но может быть полезно и для...

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconУчебное пособие по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
...

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconУчебное пособие по подготовке к пгк
Учебное пособие предназначено для использования в учебном курсе “Информатика” по ряду специальностей и направлений подготовки студентов...

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconРабочая программа учебной дисциплины экология для направления 280100 «Безопасность жизнедеятельности» специальности 280103 «Защита в чрезвычайных ситуациях» и280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом направления 280100 «Безопасность жизнедеятельности»...

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconУчебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 033300 «Безопасность жизнедеятельности» Балашов
...

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconБезопасность жизнедеятельности с основами экологии
...

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» iconУчебное пособие часть 2 Пособие предназначено для студентов специальностей “Электроизоляционная и кабельная техника” и “Электрические машины” Учебное пособие по курсу “Изоляция электрических машин” состоит из двух частей
Пособие предназначено для студентов специальностей “Электроизоляционная и кабельная техника” и “Электрические машины”


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница