Определение категории здания по взрывопожаробезопасности

(ЛВЖ, ГЖ)

Цель работы – самостоятельно ознакомиться с показателями пожарной опасности веществ, с основами процесса горения и научиться определять категорию веществ и материалов.

Требуется определить категорию здания по взрывопожаробезопасности по характеристикам ЛВЖ и ГЖ, обращающихся в помещении, в соответствии со своим вариантом (таблица 1).

Таблица 1 ‒ Исходные данные

Первая цифра пароля	Последняя цифра пароля	Вещество	Объем помещения, м3	Скорость воздушного потока, м/с	Количество жидкости, л	Температура в помещении, 0С	Высота помещения, м	Площадь здания, м2
Четная	4	н-Бутиловый спирт	150	1	30	20	5	300

Расчет

1. Для н-бутилового спирта по справочным данным (таблица 1) записываем его химическую формулу, определяем температуру вспышки жидкости, молярную массу, плотность (таблица 2)

н-Бутиловый спирт ‒ С₄Н₁₀О

Температура вспышки жидкости t_всп = +35 ⁰С

Молярная масса М = 74,122 кг/кмоль

Плотность ρ_ж = 938,7 кг/м³

2. По температуре вспышки вещества предварительно определяем возможную принадлежность помещения к той или иной категории по взрывопожаробезопасности (таблица 3)

Предварительно определяем категорию помещения по взрывопожаробезопасности ‒ Б

3. Исходя из химической формулы заданного вещества рассчитываем стехиометрический коэффициент β по формуле:



где n_c, n_н, n_х, n_о – число атомов углерода, водорода, галоидов и кислорода, входящих в химическую формулу жидкости, соответственно.

С₄H₁₀

---

O + 6O₂ = 4CO₂ + 5H₂O

n_c = 4, n_н = 10, n_х = 0, n_о = 13

= 0

4. По рассчитанному стехиометрическому коэффициенту β определяем стехиометрическую концентрацию С_ст



= 100 % об

5. Определяем плотность паров жидкости при расчетной температуре 61⁰С по формуле:


где М – молярная масса, кг/кмоль;

V₀ – мольный объем, равный 22,423 м³/кмоль;

t_р – расчетная температура, принимаемая как максимально возможная температура воздуха в данном помещении или максимально возможная температура по технологическому регламенту с учетом повышения температуры во время аварии, допускается t_р = 61⁰С.

= 2,7

6. По заданному количеству жидкости и по ее плотности определяем площадь разлива жидкости в результате аварии по формуле:



где m_ж – масса жидкости, кг;

ρ_ж – плотность жидкости, кг/м³;

h – толщина слоя разлившейся жидкости, на бетонной поверхности принимается равной 3 мм.

= 10 м²

7. Сопоставляем площадь аварийного разлива жидкости с площадью помещения

S_помещ = 150/5 = 30 м²

˂ S_помещ

8. По выбранным из таблицы 2 константам уравнения Антуана рассчитываем значение давление насыщенного пара Р_н



7,94

9. В зависимости от скорости воздушного потока и температуре воздуха в аварийном помещении по таблице 4 выбираем коэффициент η

η = 7,7

10. Находим интенсивность испарения жидкости W

Интенсивность испарения паров с поверхности жидкости определяется по формуле:



где М – молярная масса, кг/кмоль;

η – коэффициент, учитывающий скорость и температуру воздушного потока над поверхностью испарения жидкости (таблица 3);

---

Р_н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа.

1,87·10^-5 кг/(с∙м²)

11. Зная значения интенсивности испарения жидкости W, величину площади испарения F_и и время испарения Т находим массу паров испарившейся жидкости m

Масса паров жидкости рассчитывается по формуле:

m = W∙F_и∙T = 1,87·10^-5 ·10·3600 = 0,67 кг

где W – интенсивность испарения жидкости, кг/(с∙м²);

F_и – площадь испарения жидкости, м²;

T – время испарения жидкости, максимальное значение которого принимается за 3600 с.

12. Находим избыточное значение давления, возникающее при сгорании паров жидкости по расчетной формуле:



где P_max – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом пространстве, определяемое экспериментально или по справочным данным, опубликованным головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных. При отсутствии данных допускается принимать P_max = 900 кПа;

Р₀ – начальное давление (кПа), допускается принимать Р₀ = 101 кПа;

m – масса паров жидкости, испарившихся при аварии в помещении, кг;

z – коэффициент участия горючего во взрыве, для паров жидкости принимается z = 0,3;

V_св – свободный объем помещения, допускается принимать V_св равным 80% от геометрического объема помещения, м³;

ρ_п – плотность испарившихся паров при расчетной температуре, кг/м^-3;

С_ст – стехиометрическая концентрация, %;

К_н – коэффициент негерметичности помещения, допускается К_н = 3

= 0,165 кПа

Вывод: так как избыточное давление менее 5 кПа, помещение не относится к категории Б по взрывопожаробезопасности, помещение необходимо отнести к одной из категорий В.

Таблица 2 ‒ Свойства легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

№ варианта	Вещество	ρж кг/м3	М кг/кмоль	tвсп, 0С	Константы Антуана
					А	В	Са
1	Амилацетат С7Н14О2	876	130,196	+43	6,29350	1579,510	221,365
2	н-Амиловый спирт С5Н12О	810	88,149	+48	6,3073	1287,625	161,330
3	Анилин С6Н7N	957	93,128	+73	6,04622	1457,02	176,195
4	н-Бутилацетат С6Н12О2	938,7	116,16	+29	6,25205	1430,418	210,745
5	н-Бутиловый спирт С4Н10О	810	74,122	+35	8,72232	2664,684	279,638
6	н-Гексадекан С16Н34	770	226,44	+128	5,91242	1656,405	136,869
7	н-Гексиловый спирт С6Н14О	815	102,17	+60	6,17894	1293,831	152,631
8	Гидразин N2Н4	1008,5	32,045	+38	7,99805	2266,447	266,316
9	Глицерин С3Н8О3	1260	92,1	+198	8,177393	3074,220	214,712
10	Декан С10Н22	735	143,28	+47	6,52023	1809,975	227,700
11	1,2-Дихлорэтан С2Н4Cl2	1253	98,96	+9	6,78615	1640,179	259,715
12	Изобутиловый спирт С4Н10О	810	74,12	+28	7,83005	2058,392	245,642
13	Изопропилбензол С9Н12	870	120,20	+37	6,06756	1461,643	207,56
14	Инзопропиловый спирт С3Н8О	810	60,09	+14	7,51055	1733,00	232,380
15	м-Ксилол С8Н10	55	106,17	+28	6,13329	1461,925	215,073
16	н-Октан С8Н18	703	114,230	+14	6,09396	1379,556	211,896
17	н-Пентадекан С15Н32	770	212,42	+115	6,0673	1739,084	157,545
18	Пиридин С5Н5N	982	79,10	+20	5,91684	1217,730	196,342
19	Хлорбензол С6Н5Cl	1106	112,56	+29	6,38605	1607,316	235,351
20	Этиловый спирт С2Н6О	789	46,07	+13	7,81158	1918,508	252,125

---

Таблица 3 ‒ Категории помещений по взрывопожаробезопасности

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (образующихся) в помещении
А взрывопожароопасные	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 ºС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паро­га­зовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.
Б взрывопожароопасные	Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 ºС, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
В1-В4 пожароопасные	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения не относятся к категории А или Б.
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Таблица 4 ‒ Значения коэффициента η

Скорость воздушного потока, м · с-1	Значение коэффициента η при температуре t, °С, воздуха в помещении
	10	15	20	30	35
0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	2,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

---

---

Смотрите также файлы

• 9 Социальные институты.docx

• Чтобы активировать Windows 11 через командную строку выполните следующие шаги.docx

• T1, k а в.docx

• Контрольная работа по дисциплине Коммерческая деятельность на воздушном транспорте.docx

• Стр. 35 Глава.docx