Ипк издательство стандартов



страница35/41
Дата16.06.2020
Размер2.34 Mb.
Название файлаГОСТ Р 12.3.047-98Пожар.безоп.техн.проц..doc
1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   41
1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Безопасную площадь разгерметизации определяют по расчетным формулам на основе данных о параметрах технологического оборудования, условиях ведения процесса и показателях пожаровзрывоопасности веществ.

Метод устанавливает зависимость безопасной площади разгерметизации от объема и максимально допустимого давления внутри него, давления и температуры технологической среды, термодинамических и термокинетических параметров горючей смеси, условий истечения, степени турбулизации.

2. ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА БЕЗОПАСНОЙ ПЛОЩАДИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ

2.1. Безопасную площадь разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями определяют по следующим безразмерным критериальным соотношениям:



(158)

для оборудования, рассчитанного на максимальное относительное давление взрыва (при одновременном выполнении условия в знаменателе формулы (158) сомножитель отсутствует), и

(159)

для оборудования, выдерживающего давление взрыва в диапазоне относительных значений .

В формулах (158) и (159) приняты следующие обозначения (индексы i, u, e, m относятся соответственно к начальным параметрам, параметрам горючей смеси, характеристикам горения в замкнутом сосуде, максимальным допустимым значениям). Комплекс подобия



(160)

т. е. представляет собой с точностью до постоянного множителя произведение двух отношений - эффективной площади разгерметизации к внутренней поверхности сферического сосуда равного объема и скорости звука в исходной смеси к начальной нормальной скорости пламени. В выражении для комплекса подобия W (160):



- число «пи»;

- коэффициент расхода при истечении свежей смеси и (или) продуктов сгорания через устройство взрыворазрежения (предохранительная мембрана, клапан, разгерметизатор и т. п.);

F - площадь разгерметизации (сбросного сечения), м2;



V - .максимальный внутренний объем сосуда, в котором возможно образование горючей газопаровой смеси, м3;

R = 8314 Дж×кмоль-1K-1 - универсальная газовая постоянная;

Tui - температура горючей смеси. К;



Мi - .молекулярная масса горючей смеси, кг×кмоль-1;

Sui - нормальная скорость распространения пламени при начальных значениях давления и температуры горючей смеси, м×с-1.

Другие обозначения в формулах (158) и (159):



- относительное максимально допустимое давление в аппарате, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению;

Pm - абсолютное максимально допустимое давление внутри аппарата, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению, Па;

Pi - абсолютное начальное давление горючей смеси в аппарате, при котором происходит инициирование горения, Па;

Р' - абсолютное давление в пространстве, в котором происходит истечение, в момент достижения максимального давления взрыва внутри аппарата (атмосфера, буферная емкость и т. п.), Па;



- относительное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде;

Ре - абсолютное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси Рi, Па;

Ei - коэффициент расширения продуктов сгорания смеси при начальных значениях давления и температуры;

- фактор турбулизации, представляющий собой в соответствии с принципом Гуи-Михельсона отношение действительной поверхности фронта пламени в аппарате к поверхности сферы, в которую можно собрать продукты сгорания, находящиеся в данный момент времени внутри сосуда.

2.2. Формулы (158) и (159) могут быть использованы как для определения безопасной площади разгерметизации при .проектировании оборудования по максимально допустимому относительному давлению взрыва в аппарате (прямая задача), так и для определения максимально допустимого начального давления горючей смеси Рi в аппарате, рассчитанном на максимальное давление Рm, с уже имеющимся сбросным люком площадью F, например при анализе аварий (обратная задача).

2.3. Формулы (158) и (159) охватывают весь диапазон возможных давлений взрыва в оборудовании с различной степенью негерметичности .

2.4. Формулы (158) и (159) записаны в безразмерных независимых переменных, вытекающих из условия автомодельности процесса развития взрыва в негерметичном сосуде, что делает их более универсальными и наглядными. Максимальное давление взрыва в негерметичном сосуде является инвариантом решения системы уравнений динамики развития взрыва при постоянном отношении фактора турбулизации к комплексу подобия W.

Погрешность определения диаметра сбросного сечения по инженерным формулам (158), (159) в сравнении с точным компьютерным решением системы дифференциальных уравнений динамики развития взрыва составляет около 10 %.





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   41




База данных защищена авторским правом ©danovie.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница