Вибухи газопароповітряних сумішей

В нормативних документах з вибухозахисту будівель та вибухобезпеці виробництв, передбачені відповідні методики з визначення маси та об’єму газу, що розповсюдиться в приміщенні в аварійній ситуації.

Для прогнозування з метою визначення стійкості об’єкта до дії можливого вибуху доцільно проводити розрахунки для найгіршого стану, тобто коли будуть максимальні зруйнування.

Подальші визначення та розрахунки проводити відповідно розділу «Послідовність виконання дослідження». Особливим є тільки розрахунок надлишкового тиску, що може мати місце при вибухах газоповітряних сумішей.

1. Визначити енергію вибуху (Е, КДж). Формула (8):

(8)

де V₀ – вільний об’єм приміщення, який дорівнює 0,8V_п (V_п – об’єм приміщення, м³);

Р_стх – щільність суміші стехиометричного складу, кг/м³;

Q_стх – енергія вибухового перетворення одиниці маси суміші стехиометричного складу, КДж/кг;

С – стехиометрична концентрація пального за об’ємом, %;

Дані для Р_стх, Q_стх, С – табл. 2.

2. Визначити радіус дії детонаційної хвилі. Формула (9):

(9)

3. Визначити відношення відстані від центра вибуху до заданого об’єкту і радіус дії детонаційної хвилі: а = R_ІІІ (L): R_І;

Якщо необхідно визначити надмірний тиск на відстані L, м від контуру приміщення при умові руйнування його огороджувальної конструкції, тоді відносна величина визначається так:

а = (L + R_І) : R_І .

4. Керуючись відносною величиною «а» з таблиці «А» визначити можливий надмірний тиск – ∆Р_ф, кПа;

Таблиця «А»

	0–1	1,01	1,04	1,08	1,2	1,4	1,8	2,0
∆Рф, кПа	1700	1232	814	568	400	300	200	178
	2,7	3	4	5	6	8	12	20
∆Рф, кПа	100	80	50	40	30	20	10	5

Вибухи пилоповітряних сумішей

При порушенні герметичності технологічного обладнання пил викидається в приміщення, де разом з раніше накопиченим пилом змішується з повітрям і утворює пилоповітряну суміш, яка здатна горіти. Виникнення з будь-якої причини іскрового розряду викличе вибухове горіння суміші.

На відміну від газових сумішей утворення вибухонебезпечної хмари пилу може проходити і в процесі самозаймання. Вибуху в більшості випадків передують локальні мікровибухи та («хлопки») в обладнанні, апаратах, резервуарах і спалахування на окремих ділянках, що в свою чергу викликає трясіння пилу, накопиченого на підлозі, стінах, конструкціях і обладнанні. Це призводить до утворення вибухонебезпечних концентрацій пилу в усьому об’ємі приміщення, вибух якої викличе значні зруйнування.

Вибухове горіння може проходити за одним з двох режимів – дефлаграційному або детонаційному.

Для прогнозування з метою визначення стійкості об’єкта до дії можливого вибуху приймається умова, що процес буде розвиватися в детонаційному режимі.

Подальші визначення та розрахунки проводити відповідно до розділу «Послідовність виконання дослідження». Особливим є тільки розрахунок надлишкового тиску, що може утворитися при вибухах пилоповітряних сумішей.

1. Визначити енергію вибуху пилоповітряної суміші (Е_пвс, КДж). Формула (10):

(10)

де m – розрахункова маса пилу, кг. Визначається за формулою (11):

(11)

де V₀ – вільний об’єм приміщення, м³ (V₀=0,8 V_п);

С – стехиометрична концентрація пилу, г./м³. Визначається за формулою (12):

(12)

де – нижня концентраційна межа розповсюдження полум’я – мінімальний зміст пилу в суміші з повітрям, при якій можливе загоряння. Значеннядля різних речовин знаходиться в певних межах, див. табл. «Б».

Таблиця «Б»

Групи речовин	Нижня концентраційна межа розповсюдження полум’я, г/м^3
Неорганічні речовини (сірка, фосфор) Пластмаси Пестициди, фарбники Шерсть, вовна	2–30 20–100 30–300 100–200

Q – питома теплота згорання речовини, що утворила пил, кДж/кг.

Показники вибухових явищ пилу для деяких речовин наведені в табл. 3.

2. Визначити радіус дії детонаційної хвилі. Формула (9) при Е=Е_ПВС;

3. Визначити відношення відстані від центра вибуху до заданого об’єкту і радіусу дії детонаційної хвилі: а = R_ІІІ (L) : R_І.

Якщо необхідно визначити надмірний тиск на відстані L, м від контуру приміщення при умові руйнування його огороджувальної конструкції, тоді відносна величина визначається так:

а = (L+ R_І): R_І

4. Керуючись відносною величиною «а» з таблиці «А», визначити можливий надмірний тиск – ∆Р_ф, кПа;