Экспериментальная часть

Экспериментальное определение концентрационных пределов распро­странения пламени по газо-паровоздушным смесям проводят по ГОСТ-12.1.044-89 с помощью прибора КП-1.

Прибор типа КП-1 смонтирован в специальном шкафу, оборудованном вытяжной вентиляцией. Прибор состоит из следующих частей:

• реакционного сосуда, представляющего собой трубку из термостойкого хи­ мико-лабораторного стекла с внутренним диаметром от 50 до 55 мм, высотой (1500 + 100) мм, толщиной стенки (2,0 + 0,5} мм. Нижняя часть сосуда закры­ вается пришлифованной стеклянной пластинкой. В реакционный сосуд на расстоянии 100 мм от его нижнего торца введены на шлифах электроды с на­ конечниками, изготовленными из молибденовой проволоки, диаметром 2 мм, разрядный промежуток электродов равен 8 мм;

• системы циркуляционных трубок с кранами для вакуумирования реакцион­ ного сосуда, сообщения с атмосферой, подачи в него компонентов смеси с парциальным давлением, измеренным ртутным чашечным манометром;

• трансформатора на 220 В;

• микровольтного источника питания, с помощью которого на электродах об­ разуется искровой разряд;

• испарителя;

• насоса-мешалки.

Порядок выполнения работы

Предварительно рассчитывают нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени ( ф } по газовоздушным смесям исследуе­мого индивидуального вещества в процентах по формуле:

[ fi_п = 100 / (a_m*beta + b_m) ] [6.6]

(6.6)

где J3- стехиометрический коэффициент кислорода;

а_м ;в_м - универсальные константы, значения которьгх приведены в табл. 6.5.

Таблица 6.5 Универсальные константы для расчета <р

Рассчитываемый предел распространения пламени	4.	вя
Нижний	8,684	4,679
Верхний при 3 < 7,5 при |3 > 7,5	1,550 0,768	0,560 6,554

При определении нижнего предела распространения пламени для пер­вого испытания готовят газовоздушную смесь, содержащую горючего газа вдвое меньше рассчитанного предела, а при определении верхнего предела готовят смесь, содержащую кислорода вдвое меньше, чем в смеси, соответ­ствующей верхнему пределу.

Дозировку горючего газа контролируют по манометру, которая равна его парциальному давлению Р в кПа, вычисленному по формуле:

[ P = fi_k * p_0 / 100 ] [6.7]

Если при первом испытании смесь не воспламенилась или возникшее пламя не распространилось до верхней части реакционного сосуда, то в каж­дом последующем испытании при определении нижнего предела распро-

странения пламени концентрацию исследуемого вещества в смеси увеличи­вают не более чем на 10%, а при определении верхнего предела - не более чем на 2%.

Если при первом испытании наблюдается воспламенение с распростра­нением пламени до верхней части реакционного сосуда, то последующие ис­пытания проводят соответственно с уменьшением (для нижнего предела) и увеличением (для верхнего предела) концентрации исследуемого вещества в смеси.

После каждого испытания прибор продувают для удаления газообраз­ных продуктов горения и охлаждения реакционного сосуда. Последующие испытания начинают после того, как сосуд охладится до температуры окру­жающей среды.

За предел распространения пламени принимают среднее арифметиче­ское шести ближайших значений концентраций исследуемого вещества в смеси, при трех из которых наблюдается воспламенение смеси с распростра­нением пламени до верхней части реакционного сосуда, а при других трех -отказ, то есть смесь не воспламенилась или возникшее пламя не распростра­нилось до верхней части реакционного сосуда.

Задание 1. Рассчитать нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения горючего газа: метана, этана, пропана, бутана (согласно зада­нию преподавателя) и сравнить их с экспериментальными, приведенными в табл. 6.1. Данные занести в протокол 2.

Сравнение экспериментальных, и расчетных концентрационных пре­делов распространения пламени горючего газа

Условия в помещении:	Температура, °С
	Атмосферное давление, кПа
	Относительная влажность, %

Протокол 2

Продолжение

Наиме­нование газа	Заданная концен­трация горючего газа, об.%	Рассчитан­ное парци­альное давление, Па	Наличие воспламене­ния и распро­странения пламени, (есть - нет)	Пределы распространения пламени, об.%
				Эксперимен­тальные		расчетные
				нкпв	вкпв	НКПВ	ВКПВ

Задание 2. В промышленном здании осуществляется технологический процесс с использованием горючего газа пропана. В табл. 6.6 даны варианты

производственных ситуаций.

Таблица 6.6 Варианты производственных ситуаций

	Этаж-	Размеры здания,	Площадь		Площадь
№				АР,™;,
	ность	м (ширина, дли-	Взрывоопасно-		помещении
п.п				кПа
	здания	на, высота)	го объекта, м^2		категории В, м^2
1	3	18x96x5	500	10	300
2	2	18x96x5	100	8	400
3	1	24x96x5	50	3	50
4	3	18x66x6	400	7	200
5	2	18x72x6	300	3	1000
6	1	24x150x6	100	2	100

Установить категорию здания по взрывопожарной и пожарной опасно­сти по НПБ 105-95 и разработать для этого здания основные меры пожарной безопасности, согласно СНиП 2.09.02-85*: определить допустимое число этажей и площадь этажа в пределах пожарного отсека; степень огнестойко­сти здания; установить число эвакуационных выходов и предельно допусти­мое расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода.

Приложение к работе 1

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ

ВРЕДНЫХ ПЫЛЕЙ И АЭРОЗОЛЕЙ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Приводимые в таблице величины допустимого содержания в воздухе рабочей зоны вредных примесей являются максимальными. Превышение их не должно допускаться.

Соблюдение предельно допустимых концентраций достигается:

• путем соответствующей организации технологических процессов и рациона­ лизации оборудования;

• обеспечения непрерывности производственных процессов;

• комплексной механизацией и автоматизацией производственных операций с автоматическим или дистанционным контролем и управлением;

• полной герметизацией оборудования, аппаратуры, приборов, коммуникаций, с очисткой выбросов;

• выделением и выносом из рабочих помещений и рабочей зоны опасных уз­ лов, аппаратов и других источников вредностей;

• заменой сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми;

• конструктивными, встроенными местными отсосами от оборудования и ап­ паратуры;

• автоблокировкой пусковых устройств технологического и санитарно - тех­ нического оборудования;

• рекуперацией летучих растворителей и очисткой загрязненного воздуха и газов от аэрозолей и химически вредных веществ, а также очисткой промыш­ ленных сточных вод.

ПДК некоторых, пыяей и аэрозолей в воздухе рабочей зоны (извлечение из ГН 2.2.5.686-98)

№ П.П	Пыль и аэрозоли	ПДК, мг/м^3
	а) Пыль минеральная и органическая
1	Аминная соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты	\
2	Антрахиноновый дисперсный краситель синий"К"	5
3	Асбестовая пыль и пыль смешанная, содержащая более 1 0% асбеста	2
4	Карбофос - пары и аэрозоль	0,5
5	Натрий роданистый (технический)	50
6	Полихлоршшен - пары и аэрозоль	0,2
7	Пыль растительного и животного происхождения (хлопчатобумажная, льняная, мучная, зерновая, древесная, шерстяная, пыль пуха и др.), содержащая 1 0% и более свободной SiO2	2
8	Пыль поливинилхлорида	6
9	Пыль стеклянного и минерального волокна	3
10	Пыль угольная и угольно породная, содержащая более 1 0% свободной SiO2	2
И	Пыль табачная и чайная	3
12	Пыль цемента, глин, минералов и их смесей, не содержащая Si(>2	6
13	Стрептомицин	0,1
14	Хлорэтан (хлорированные бициклические соединения) -пары и аэрозоль	0,2
15	Этилмеркурхлорид (по содержанию ртути в воздухе) -пары и аэрозоль	0,005
	б) Пыль, аэрозоли металлов, металлоидов и их соединений
16	Алюминий, оксид алюминия, сплавы алюминия	2
17	Бериллий и его соединения	0,001
18	Марганец (в пересчете на МпСЬ)	0,3
19	Никель, оксид никеля	0,5
20	Свинец и его неорганические соединения	0,01
21	Щелочные аэрозоли в пересчете на едкий натрий	0,5