![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Практическая работа№2 « Пожарная опасность выхода горючих веществ ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
из нормально работающих технологических аппаратов»
Основные теоретические положения
Из исправных аппаратов, оборудованных дыхательными устройствами, из аппаратов с открытой поверхностью испарения, а также из аппаратов, работающих под повышенным давлением, горючие вещества выходят наружу в количествах, которые способны образовать не только местные, но и общеобъемные взрывоопасные смеси в производственных помещениях. При установке аппаратов на открытых площадках вблизи мест выхода горючих паров и газов могут образоваться местные зоны ВОК. Необходимым признаком образования ВОК снаружи аппаратов является выполнение условия (1.15) – для пожароопасных жидкостей или условия (1.25) – для всех классов горючих веществ (газов, жидкостей, пылей или волокон). 1. Интенсивность утечек паров и газов из работающего под давлением герметичного оборудования через капиллярные каналы в прокладках, сальниках, сварных швах и других местах на аппаратах и трубопроводах определяют по формуле
где 2. Количество паров жидкости, которое выходит из сообщающегося с атмосферой аппарата при его “дыхании”, определяют по формуле
где 3. Количество горючих паров, выходящих из сообщающегося с атмосферой (“дышащего”) аппарата за один цикл “большого дыхания”, определяют по формуле
где 4. Количество горючих паров, выходящих из сообщающегося с атмосферой (“дышащего”) аппарата при “малом дыхании”, определяют по формуле
где 5. Количество горючих паров, выходящих при разгерметизации аппарата (например, периодически действующего аппарата, открываемого на загрузку или выгрузку продуктов), определяют по формуле
где 6. Массу испаряющейся с открытой поверхности жидкости в неподвижную среду определяют по формуле
где Примечание. Область применения формулы (2.6) ограничена условиями, изложенными в параграфе 2.1 учебника [3]. 7. Массу испаряющейся с открытой поверхности жидкости (в движущуюся и неподвижную среду) определяют по формуле
где 8. Величину коэффициента диффузии пара или газа в воздух при рабочей температуре
где Плотность пара жидкости при рабочей температуре определяют по формуле
9. Массу паров, выделяющихся в производственное помещение из “дышащих” или открываемых на разгрузку продукта продукта герметичных аппаратов, определяют по формуле
где При известной интенсивности массу выделяющихся паров или газов из аппаратов за определенный период работы оборудования определяют по формуле
где 10. Концентрацию горючих веществ в воздухе производственного помещения с учетом того, что интенсивность их выделения из аппаратов относительно мала, а сами вещества равномерно распределяются во всем объеме помещения, определяют по формулам при отсутствии воздухообмена в помещении
при наличии воздухообмена в помещении
где
где L, B, H – соответственно длина, ширина и высота помещения, м; А – кратность вентиляции, ч Предельно допустимое по условиям взрывобезопасности значение действительной концентрации горючих веществ в производственном помещении (ПДВК) определяют из следующего неравенства ПДВК 11. Вблизи дыхательных патрубков аппаратов и открытых поверхностей испарения пожароопасных жидкостей образуются местные зоны ВОК, объем которых оценивают по формуле
где
Примеры
Пример 2.1. Определить значение коэффициента Решение. Примем линейный закон изменения величины По табл. 6 приложения определим значение коэффициента при при Следовательно, при
Пример 2.2. Определить молекулярную массу паровоздушной смеси над раствором этилового спирта в бензоле при 40 º С в состоянии насыщения. Состав раствора: 50 л этанола + 120 л бензола (см. пример 1.4). Давление в аппарате – атмосферное. Решение. Для определения кажущейся молекулярной массы смеси паров воспользуемся формулой, приведенной в табл. 3 приложения:
В примере 1.4 определено парциальное давление паров этилового спирта и бензола над раствором:
Молекулярные массы компонентов раствора находим по табл. 1 приложения:
Определяем состав паровоздушной смеси по формуле: этанол бензол воздух Определяем кажущуюся молекулярную массу смеси паров: М=0, 0708*46, 07+0, 1506*78, 11+0, 7786*28, 96=37, 57 кг/моль (здесь 28, 96 – молекулярная масса воздуха). Пример 2.3. При заполнении сборника керосином марки КО-22 паровоздушная смесь поступает в помещение. Определить объем зоны ВОК вблизи дыхательного устройства, если температура керосина составляет 25 º С. Решение. Проверяем выполнение необходимого признака образования ВОК снаружи аппарата (условия 1.15). По табл. 1 приложения находим температуру вспышки керосина КО-22: Сравниваем рабочую температуру керосина в аппарате с его температурой вспышки Условие образования ВОК в аппарате 1.15 не выполняется. Следовательно, выходящая через дыхательное устройство паровоздушная смесь при заполнении сборника керосином марки КО-22 с температурой 25 º С не образует зону ВОК. Пример 1.4. Определить значение коэффициента диффузии пара ацетона в воздух и его плотность при 38 º С и атмосферном давлении. Решение. По табл. 1 приложения находим значение коэффициента диффузии пара ацетона при 0 º С, показатель степени и молекулярную массу:
Значение коэффициента диффузии при 38 º С определяем по формуле (2.8):
Молекулярный объем пара при 38 º С определяем по формуле (1.11):
Плотность пара ацетона при 38 º С определяем по формуле (2.9):
Пример 2.5. В помещении, свободный объем которого составляет 65 м³, произвели покраску полов эмалью, содержащей 30 % мас. растворителя – циклогексана. Определить среднеобъемную концентрацию паров циклогексана в помещении через 15 мин и 1ч после окончания покраски пола (временем покраски пренебречь). Расход эмали на покраску пола площадью 14 м² составил 3, 2 кг. Вентиляция в помещении и теплообменные устройства отсутствуют. Температура воздуха в помещении 22 º С. Решение. Исходя из условий задачи, считаем, что испарение растворителя из краски происходит в неподвижную среду при постоянной температуре, а стены помещения препятствуют распространению паров за пределы поверхности испарения. Для расчета массы испаряющегося растворителя с окрашенной поверхности пола используем выражение (2.6). Определяем величины, входящие в это выражение. Давление насыщенного пара циклогексана при рабочей температуре определяем по табл. 2 приложения: при Т=279, 8 К при Т=298, 6 К Следовательно, при Т=295 К (22 º С)
Определяем концентрацию насыщенного пара циклогексана по формуле (1.8)
Находим молекулярную массу циклогексана по табл. 1 приложения и определяем его молярный объем при 22 º С по формуле (1.11)
М=84, 16 кг/моль;
Определяем плотность пара циклогексана при рабочей температуре по формуле (2.9)
Поверхность испарения равна площади пола помещения F=14 м². Находим коэффициент диффузии пара циклогексана в воздух по табл. 1 приложения и пересчитываем его по формуле (2.8) при рабочей температуре
Определяем массу растворителя, который может испариться с окрашенной поверхности пола за 900 с (15 мин) и 3600 с (1 ч), по формуле (2.6):
при τ =900 с (15 мин)
при τ =3600 с (1 ч)
Находим общее количество растворителя, содержащегося в затраченной на покраску пола эмали: m=3, 2*0, 3=0, 96 кг, где 3, 2 кг – расход эмали на покраску пола; 0, 3 мас. доли – содержание циклогексана в эмали. Сравнив величину Определяем среднеобъемную концентрацию пара циклогексана в воздухе помещения через 900 с (15 мин) и 3600 с (1 ч) после покраски пола по формуле (2.12) (воздухообмен отсутствует): через τ =900 с (15 мин)
через τ =3600 с (1 ч)
Задачи
2.1. Определить среднюю концентрацию паров (или газов) в производственном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. В производственном процессе используется новое герметичное оборудование, работающее под повышенным давлением. Вид горючего вещества в аппаратах, рабочее давление Таблица 2.1
2.2. Определить объем местных зон ВОК, которые образуются вблизи дыхательного устройства емкости, расположенной в цехе, в течение суток за счет больших и малых “дыханий”. Вид продукта, геометрический объем емкости Vап, степень ее заполнения ε и рабочие температуры продукта и воздуха в дневное tд и ночное tн время взять из табл. 2.2. Рабочее давление в емкости – атмосферное (~1*105 Па). Емкость заполняется один раз в конце дневной смены. Таблица 2.2
2.3. В помещении цеха размером L*B*H установлены три одинаковых смесителя с дыхательными устройствами, которые заполняются водным раствором горючей жидкости. Аппараты работают периодически с продолжительностью цикла 1 ч и временем заполнения 20 мин. Определить объем зоны ВОК вблизи дыхательного устройства каждого смесителя, а также среднеобъемную концентрацию горючих паров в цехе, не оборудованном вентиляцией. Вид горючей жидкости, ее концентрацию и другие параметры принять по табл. 2.3. Давление в смесителях – атмосферное. Таблица 2.3
Примечание. Для оценки возможности образования ВОК в смесителях воспользоваться табл. 8 приложения.
2.4. Оценить возможность образования ВОК во всем объеме помещения склада, не оборудованного приточно-вытяжной вентиляцией, при внесении в него баков с ЛВЖ после длительного хранения на открытом воздухе. Баки оборудованы дыхательными устройствами. Вид ЛВЖ в баке принять по табл. 2.2, давление в баках – атмосферное. Геометрический объем баков V, их количество N и степень заполнения ε жидкостью, а также температуру воздуха снаружи помещения tc и в помещении tп принять по табл. 2.4.
Таблица 2.4
2.5. В процессе приготовления продукта (растворителя) используется 6 периодически действующих аппаратов, попарно работающих в едином цикле: заполнение – 10 мин, нагрев – 15 мин, перемешивание – 15 мин, разгрузка – 20 мин. Принять рабочую температуру продукта в аппарате во время перемешивания равной 0, 5 tкип (tкип – температура кипения). Перемешивание производится под давлением 0, 15 МПа, остальные стадии – при атмосферном давлении. Определить концентрацию паров в производственном помещении, имеющем свободный объем 400 м3 и воздухообмен кратностью 4 ч-1. Вид растворителя и другие параметры принять по табл. 2.5.
Таблица 2.5
Примечание. Суммарная масса паров растворителя, поступающих в помещение, образуется за счет “большого дыхания” при заполнении аппарата, “малого дыхания” при нагреве, а также выброса паровоздушной смеси при разгерметизации аппарата для выгрузки продукта.
|