Общие требования. Методы контроля госстандарт россии



страница41/51
Дата16.06.2020
Размер13.3 Mb.
Название файлаГОСТ Р 12.3.047-98Пожар.безоп.техн.проц..doc
1   ...   37   38   39   40   41   42   43   44   ...   51
Результаты расчета значений pe, gb, Еi, и Su для некоторых стехиометрических газопаровых смесей при начальном давлении 0,1 МПа и температуре 298,15 К.

Горючее

Формула

jст, % об.

pe

gb

Еi



Su, м/с

Метан

СН4

9,355

8,71

1,25

7,44

2204

0,305

Пропан

С3Н8

3,964

9,23

1,25

7,90

2245

0,320

н-Гексан

С6Н14

2,126

9,38

1,25

8,03

2252

0,290

н-Гептан

С7Н16

1,842

9,40

1,25

8,05

2253

0,295

Ацетон

С3Н6О

4,907

9,28

1,25

7,96

2242

0,315

Изопропанол

С3Н8О

4,386

9,34

1,24

8,00

2220

0,295

Бензол

С6Н6

2,679

9,30

1,25

7,99

2321

0,360

В таблице Т.2 приведены рассчитанные на компьютере значения термодинамических параметров для некоторых стехиометрических газопаровых смесей в предположении, что продукты сгорания состоят из следующих 19 компонентов в газовой фазе: Н2, Н2О, СО2, N2, Аг, С, Н, О, N, СО, СН4, НСN, О2, О3, ОН, NО, NО2, NH3, HNO3. Стехиометрическая концентрация горючего jст в воздухе средней влажности определялась по известной формуле

(Т.9)

где b - стехиометрический коэффициент, равный количеству молекул кислорода, необходимых для сгорания одной молекулы горючего.

Для многокомпонентных смесей и смесей, проведение расчетов по которым по тем или иным причинам вызывает трудности, определение максимального относительного давления pe, а следовательно, и коэффициента расширения Еi по формуле (Т.8) проводят по соответствующей методике ГОСТ 12.1.044.

Т.6. Формулы для расчета безопасной площади разгерметизации оборудования и помещений, в которых обращается горючая пыль.

Т.6.1. Расчет безопасной площади разгерметизации низкопрочных замкнутых оболочек, не выдерживающих избыточное давление свыше 10 кПа, производится по формуле



(Т.10)

где F - безопасная площадь разгерметизации (суммарная площадь легкосбрасываемых покрытий), м2;

С - константа, определяемая по таблице Т.3;

Fs - площадь внутренней поверхности замкнутой оболочки, м2;

Pmax u - максимально допустимое избыточное давление взрыва пыли в защищаемом объеме при наличии истечения через сбросные отверстия, кПа.

Уровень взрывопожароопасности пыли зависит от индекса взрывопожароопасности Кst и определяется по таблице Т.4.



Таблица Т.3

Уровень взрывопожароопасности пыли

С, кПа0,5

1

0,26

2

0,30

3

0,51

Таблица Т.4

Диапазон значений индекса взрывопожароопасности пыли, Мпа·м/с

Уровень взрывопожароопасности пыли



1



2



3

Удельная масса легкосбрасываемого покрытия, как правило, не должна превышать 4,0 кг/м2.

Т.6.2. Расчет безопасной площади разгерметизации высокопрочных замкнутых оболочек, находящихся под давлением, близким к атмосферному, выдерживающих избыточное давление свыше 10 кПа, производится по формуле



(Т.11)

где а = 0,000571 ехр(0,0197 Ps, u);



b = 0,978 ехр(-0,001037 Ps, u);

с = -0,687 ехр(0,00223 Ps, u);

Kst - индекс взрывопожароопасности пыли, Мпа·м/с;

Ps,u - избыточное давление вскрытия сбросного сечения, кПа;

V - объем защищаемой емкости, м3.

Область применения расчета по формуле (Т. 11)



L/D < 5;

1 < V < l000;

10 < Pmax u < 200;

5 < Kst < 60;



Ps,u > 5;

Pmax u - Ps,u > 5;

95 < Рi < 120,

где L, D - соответственно линейный и поперечный размеры оболочки, м;

Рi - абсолютное начальное давление горючей смеси в аппарате, при котором происходит инициирование горения, кПа.

Удельная масса запорного элемента, как правило, не должна превосходить 12,0 кг/м2.

При необходимости установки сбросных каналов их диаметр должен быть не менее диаметра сбросного отверстия при минимальной длине и количестве изгибов. Установка сбросного канала приводит к существенному росту требуемой величины Pmax u.

Т.7. Формулы для расчета безопасной площади разгерметизации оборудования помещений, в которых обращаются гибридные смеси.

Для гибридной взрывоопасной смеси (горючего газа с горючей пылью) расчет ведут по более опасной компоненте (обычно газу).



Пример.

Данные для расчета.



Технологический аппарат объемом 12 м3 рассчитан на максимальное избыточное давление 0,2 МПа (абсолютное давление 0,3 МПа) и предназначен для работы при атмосферном давлении с содержащей ацетон реакционной массой. Аппарат имеет рубашку обогрева (80 °С). Необходимо определить безопасную площадь разгерметизации. Нормальная скорость распространения пламени наиболее опасной стехиометрической ацетоно-воздушной смеси при атмосферном давлении и температуре (298 К) составляет 0,32 м/с. Следовательно, при температуре в аппарате 80 °С (353 К) максимальная нормальная скорость распространения пламени в соответствии с (Т.6)



Для стехиометрической ацетоно-воздушной смеси pе = 9,28: Еi = 7,96; Мi = 58 · 0,05 + 28 · 0,95 = 29,5 кг/моль. Так как pm = 0,3/0,1 = 3 превышает значение 2, то для вычисления безопасной площади разгерметизации воспользуемся критериальным соотношением (Т.2). Выражение для комплекса подобия W в соответствии с (Т.3) и определенными значениями и Мi может быть записано в виде

где F - площадь разгерметизации, м2.



Следовательно, критериальное соотношение (Т.2) относительно F можно записать в виде

С увеличением степени негерметичности сосуда объемом около 10 м3 F/V0,667 от 0,025 до 0,25 значение фактора турбулентности возрастает от 2,5 до 5. Предположим, что c = 2,5 при m = 1. При этом минимальная площадь разгерметизации F = 0,175 м2, а значит F/V0,667 = 0,03. Последнее подтверждает, что значение фактора турбулентности выбрано правильно. Действительно, если бы мы предположили, что c = 5, то получили бы слишком низкое для такой степени турбулентности значение F/V0,667 = 0,06 (вместо 0,25). Итак, безопасная площадь разгерметизации составляет в данном случае 0,175 м2, что равнозначно сбросному отверстию диаметром 0,47 м.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   37   38   39   40   41   42   43   44   ...   51




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

    Главная страница