- •Пожаровзрывобезопасность
- •2. Определение пожароопасности жидкости
- •2.1. Расчетный метод определения температуры вспышки жидкости.
- •2.2. Экспериментальное определение температуры вспышки жидкости
- •2.2.1. Описание лабораторной установки
- •2.2.2. Порядок проведения эксперимента
- •2.2. Определение категории помещения краскоприготовительного отделения малярного цеха
- •2.3. Рассчитать величину избыточного давления (∆р) при аварии в цехе приготовления сахарной пудры
- •2.4. Определение пожароопасных категорий в1 – в4 помещений
- •2.5. Определение категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
- •Практическое занятие №3 расчет флегматизирующей концентрации инертных разбавителей и галогеносодержащих ингибиторов
- •Практическое занятие №4 ограничение распространения пожара при проектировании зданий
- •Показатели огнестойкости зданий
- •Практическое занятие №5 определение взрыво и пожароопасности смесей и зон и выбор электрооборудования
- •Классификация взрывоопасных зон
- •Порядок выполнения работы
- •Практическое занятие №6 выбор огнетушащих веществ и пожарной техники
- •Приложения
- •Методика определения категорий помещений, зданий и наружных установок
- •1. Общие положения
- •2. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
- •3. Методы расчета критериев взрывопожарной опасности помещений Выбор и обоснование расчетного варианта
- •Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
- •Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей
- •Определение категорий в1 – в4 помещений
- •Определение избыточного давления взрыва для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
- •Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли
- •4. Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
- •5. Категории наружных установок по пожарной опасности
- •Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
- •Метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей
- •Справочные данные
- •Огнестойкость зданий в зависимости от различных факторов
- •Примеры выполнения расчетов категорий зданий по взрывопожарной и пожарной безопасности
- •Библиографический список
- •Оглавление
2.2. Экспериментальное определение температуры вспышки жидкости
2.2.1. Описание лабораторной установки
1. Температуру вспышки паров горючих жидкостей определяют при помощи прибора Мартенс-Пенского типа ПВНЭ с электронагревом (рис. 1) или прибора ПТВ-1.
2. Лабораторный трансформатор (ЛАТР) служит для регулирования питания электронагревателя, который рассчитан для данной работы на максимальное напряжение 150 В.
3. Набор сосудов с различными нефтепродуктами.
4. Термометры с пределами измерений от 20 до 100 ºС; от 100 до 300 ºС.
5. Барометр-анероид.
2.2.2. Порядок проведения эксперимента
Исследуемую жидкость после обезвреживания свежепрокаленной и охлажденной поваренной солью, сульфатом калия или хлористым кальцием залить в тигли до уровня круговой риски.
Установить тигель в нагревательную ванну. Вставить и закрепить термометр. Убедиться в том, что прибор заземлен. Включить электронагреватель и регулировать подогрев с помощью автотрансформатора. Температуру жидкости повышать со скоростью 5…6 ºС в минуту при периодическом перемешивании мешалкой со скоростью 60 ± 15 об/мин.
Испытание начинают проводить при достижении температуры образца на 17 ºС ниже предполагаемой температуры вспышки и повторяют через каждый 1 ºС повышения температуры для жидкостей с температурой вспышки до 104 ºС.
Рис. 1. Прибор ПВНЭ: 1 – воздушная нагревательная ванна с электронагревателем 2; 3 – мешалка, которая имеет две лопасти: нижнюю для перемешивания жидкости и верхнюю для смешивании паров жидкости с воздухом); 4 – крышка тигля, на которой укреплены заслонки механизмов открывания; 5 – термометр; 6 – соединительная трубка; 7 – гибкий валик; 8 – фитиль; 9 – зажигательное приспособление; 10 – латунный тигель, который служит резервуаром для наполнения испытуемой жидкости
В момент испытания перемешивания прекращают. Поворотом пружинного механизма открывают заслонку на крышке и отпускают пламя горелки внутрь тигля за время 0,5 с, оставляют горелку в нижнем положении 1 с и быстро возвращают в исходное положение.
За температуру вспышки принимают показания термометра в момент появления первого пламени над поверхностью жидкости. Вспышку паров исследуемой жидкости над поверхностью крышки тигля не учитывают.
Выключить электронагреватель, вынуть стакан с помощью ухвата из нагреваемой ванны и охладить жидкость на 20…30 ºС ниже полученной экспериментальной температуры вспышки и повторить эксперимент.
Температура вспышки испытуемой жидкости определяется по формуле
t в = , (5)
где t в – температура вспышки жидкости, ºС: t 1, t 2, t 3 – температура вспышки жидкости при первом, втором и третьем опытах, 0С; ∆t – поправка на атмосферное давление, ºС; (можно воспользоваться данными табл. 1.1, а для получения более точного значения рассчитать по формуле
∆t = 0,27 (101,3 – Рб ), (6)
где Рб – барометрическое давление в момент испытания, кПа).
Таблица 1.1
Поправки в зависимости от барометрического давления
Барометрическое давление |
Поправки ∆t, ºС |
83,9.....87,4 |
+4 |
87,5.....91,3 |
+3 |
91,4.....95,2 |
+2 |
95,3.....99,0 |
+1 |
99,1.....102,9 |
0 |
103,0.....106,8 |
–1 |
7. Результаты исследований занести в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Результаты экспериментов
Наименование жидкости |
Барометрическое давление, кПа |
∆t, ºС |
t в, ºС |
Характеристика жидкости по степени опасности |
|
|
|
|
|
Практическое занятие № 2
Определение категорий помещений, зданий
и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности
Методика определения категорий помещений,
зданий и наружных установок
В соответствии НПБ 105-03 разработана методика, основные положения которой приведены в прил. 1.
2. Примеры расчетов избыточного давления взрывов
для газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
и горючих пылей
2.1. Расчет массы поступившего в помещение газа
и избыточного давления взрыва
В цехе комбината произошла утечка сжиженного пропана С3 Н8 из емкости, в результате чего все содержимое емкости оказалось в помещении цеха. При соприкосновении с источником зажигания произошел взрыв газовоздушной смеси.
Определить массу пропана, избыточное давление взрыва и категорию помещения по взрывопожарной и пожарной опасности.
Справочные данные по пропану – в прил. 2 (табл. П 2.1)
Исходные данные:
Размеры помещения: длина – 50 м; ширина – 12 м; высота – 7,5 м; объем аппарата V= 1,0 м3, свободный объем помещения Vсв = 0,8 50 12 7,5 = 3600 м3.
Давление в аппарате равно давлению в трубопроводах Р1 = Р2 и составило 5000 кПа.
Расход газа в соответствии с техпроцессом q = 0,05 м3 с–1
Время отключения трубопровода, = 300 с;
Длина трубопровода от аппарата до задвижки L = 6 м;
Внутренний радиус трубопровода r = 0,15 м;
Помещение оборудовано аварийной вентиляцией с кратностью воздухо-обмена А= 10 ч–1 ;температура в помещении t = 20 ºС
Решение:
Определим объем газа, вышедшего из аппарата:
Vа= 0,01 Р1 V= 0,01 5000 1,0 = 50 м3
2.1.2. Вычислим объем газа, вышедшего из трубопровода:
Vт = V1т + V2т ,
V1т = q τ = 0,05 300= 15 м3,
V2т = 0,01 Р2 π (r21 L) = 0,01 5000 3,14 0,152 6 = 21,2 м3,
Тогда Vт = 15 + 21,2 = 36,2 м3,
Vа + Vт = 50 + 36,2 = 86,2 м3.
Масса пропана, поступившего в помещение при аварийной ситуации равна:
m = (Vа +Vт) рг;
где рг = М/Vо (1 + 0,00367 t) = 44,096/22,4 (1+0,00367 20) = 44,096/24,044 = = 1,834 кг/м3.
Тогда m = (50 + 36,2 ) 1,834 = 158,1 кг.
Концентрация пропана в помещении составит:
φ = (Vгаз/Vсв) 100 =(86,2/3600) 100 = 2,39 % (об.).
Так как φн < φ < φв (2,3 < 2,39 < 9,50), то смесь взрывоопасна
Средняя концентрация пропана в помещении составляет:
Сср =100 m/(Vсв рг) = 100 158,1/(3600 1,834) = 2,395 0,5 Снкпр
Значение средней концентрации пропана в объеме помещения превышает 50 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени пропана, поэтому значение коэффициента Z участия газа во взрыве допускается принимать равным 0,3.
Избыточное давление взрыва составит:
∆Р = (46,5 106 158,1 101 0,3)/(3600 1,293 1,01 103 293 3) = 53,9 кПа.
Так как расчетное избыточное давление взрыва более 5 кПа, то в соответствии с НПБ 105-03 помещение следует отнести к категории «А».
С учетом работы аварийной вентиляции масса выделившегося в помещение пропана может быть уменьшена на величину «К», где:
К = [(А Т)/3600] + 1 = [(10 3600)/3600] +1 = 11.
Следовательно, масса пропана составит:
mа = m/К = 158,1/11 = 14,37 кг.
Тогда
∆Р = (46,5 106 14,37 101 0,3)/(3600 1,293 1,01 103 293 3) = 4,9 кПа.
Заключение:
При кратности воздухообмена А = 10 ч–1 избыточное давление ниже 5 кПа, следовательно согласно НПБ 105-03 помещение относится к категории «В».
В прил. 2 (табл. П 2.1) приведены справочные данные по веществам для вариантов задач по определению массы газа, избыточного давления взрыва и категории помещения в соответствии с исходными данными в примере 2.1. Номер варианта устанавливается по номеру в списке группового журнала.