Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОМЕЛЬСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ»
МЧС РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Кафедра «Пожарная и промышленная безопасность»
Расчётная-графическая работа
по дисциплине
«Безопасность технологических процессов»
Выполнил:
курсант 3 курса 1 взвода Д.В. Клачок
Проверил преподаватель:
капитан вн. службы А.И.Зуборев
Гомель, 2014
1.Определение категории помещения краскоприготовительного отделения окрасочного цеха.
1.2. Исходные данные:
Вариант № 8
Размеры участка:
Длина, L=30 м
Ширина, S=10 м
Высота, H=5,8 м
Размеры мерника:
Диаметр, 1,4 м
Высота, 1,6 м
Степень заполнения, e=0,8
Напорный трубопровод:
Длина, Lн=14 м
Диаметр, dн=30 мм
Отводящий трубопровод:
Длина, Lот=10 м
Диаметр, dот =30 мм
Кратность воздухообмена аварийной вентиляции: 8 ч-1
Производительность насоса: 5,5·10-6 м3/с
Отключение насоса: автоматическое
Температура воздуха: г. Витебск 35°С
Вид растворителя: n-ксилол
n-ксилол
Химическая формула: С8Н10
Молекулярная масса: 106,17 кг/кмоль
Плотность жидкости: 856,69 кг/м3
Снкпр: 1,1% (об.)
Температура вспышки: 26°С
Максимальное давления взрыва:765 кПа
Теплота сгорания: 41,207МДж/кг
Константы уравнения Антуана:А=6,99184
В=1454,328
Са=215,411
Окрасочный участок:
Длина, L=40м
Ширина, S=15 м
Высота, H=5,8 м
Категория помещения: В-1
Сборочный цех:
Длина, L=110 м
Ширина, S=40 м
Высота, H=5,8 м
Категория помещения: Д
Инструментальный участок:
Длина, L=50 м
Ширина, S=35 м
Высота, H=5,8 м
Категория помещения:Д
Наличие АУПТ в помещениях категории А,Б и В: -
1.3 Обоснование расчётного варианта :
1.3.1 При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.
В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.
2. Расчёт избыточного давления взрыва
2.1 Избыточное давление взрыва DР для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н определяем по формуле
(1)
где Vсв=0,8·L·S·H
Vсв=0,8·30·10·5,8 =1392 м3
Pmax= 765 кПа - максимальное давление взрыва;
P0 =101 кПа - атмосферное давление;
Z - коэффициент участия паров ЛВЖ во взрыве;
Vcв=1392 м3- свободный объем помещения;
m - масса испарившейся жидкости, кг;
ρп - плотность пара, кг/м3;
Cст - стехиометрическая концентрация ЛВЖ, %;
Кн=3- коэффициент учитывающий не герметичность помещения и неадиабатичность процесса горения принимаем равным 3.
2.1.1 Определяем массу ЛВЖ, поступившая в помещение по формулам:
mж=(VA+VT) ρж (2)
mж - масса ЛВЖ, поступившей в помещение, кг
rж =856,69 кг/м3 - плотность жидкости
VA - объем жидкости вышедшей из аппарата, м3
VA = VP ε (3)
VP - расчетный объем аппарата, м3
(4)
м3
ε =0,8- степень заполнения аппарата.
м3
(5)
V1T - объем жидкости, вышедшей из аппарата до отключения, м3;
V2T - объем жидкости, вышедшей из аппарата после отключения, м3;
(6)
q = м3/с - производительность насоса;
Т =120 с - т.к. время отключения насоса автоматическое.
(7)
dH=30 м - диаметр напорного трубопровода;
lH =14м - длина напорного трубопровода;
dOT =30 м - диаметр отводящего трубопровода;
lOT =10 м - длина отводящего трубопровода;
2.1.2 Определяем массу испарившейся ЛВЖ по формулам:
2.1.2.1 Определяем площадь испарения в соответствии с п.4.2.3. НПБ 5-2005
, (8)
где Vлвж - объём жидкости, вышедшей из аппарата при аварии, л.
Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой при разливе на горизонтальную поверхность определяется исходя из расчета, что 1 л жидкости, являющееся 100% растворителем, разливается на площади 1 м2 пола помещения, значит = л разливается на S= ,но жидкость разливаясь не выходит за пределы помещения, т.к. применяются заградительные ограждения – пороги, значит площадь разлившейся жидкости ровна площади помещения FИ=S∙L=300 м2
2.1.2.2 Определяем давление насыщенных паров.
(9)
PH - давление насыщенных паров, кПа;
tж=35°С - рабочая температура,
А=6,25485 ,В=1454,328 ,СА=215,411 - константы уравнения Антуана
2.1.2.3 Определяем интенсивность испарения.
W = 10-6×h×
×Pн (10)
М= 106,17 кг/кмоль - молекулярная масса;
РН=2,02 кПа - давление насыщенных паров;
h - коэффициент, принимающийся в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (принимается по таблице 3 НПБ 5 - 2005). Коэффициент h рассчитываем, применяя метод интерполяции, по формуле.
(11)
Определяем скорость движения воздуха в помещении U (м·с-1) из выражения
, (12)
где А=8 ч-1- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией;
L=30 м - длина помещения.
м·с-1
кгс -1∙м-2
2.1.2.4. Определяем время полного испарения разлившейся в помещении ЛВЖ
, (13)
Т.к. время полного испарения разлившейся в помещении ЛВЖ более 3600 с, то далее для расчетов время испарения разлившейся в помещении ЛВЖ берем 3600 с .
2.1.2.5. Определяем массу испарившейся с поверхности разлива жидкости.
m=W×Fи×Т (14)
Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости, площадь испарения которой при разливе на горизонтальную поверхность определяем, исходя из расчета, что 1 л жидкости, являющееся 100% растворителем, разливается на 1 м2 пола помещения поэтому FИ= S∙L =30∙10=300м2 - площадь разлива;
Т=3600 с - время полного испарения;
m=28,3·300·3600=30,56кг
Определяем коэффициент К с целью учёта работы аварийной вентиляции.
К = А×Т + 1, (15)
где А =8/3600 с-1- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией;
Т=3600 с - продолжительность поступления паров ЛВЖ и ГЖ в объем помещения.
.
К=8/3600·3600+1=9
Масса испарившейся с поверхности разлива жидкости с учётом коэффициент К:
кг
2.1.3. Определяем среднюю концентрацию паров ЛВЖ по формулам:
2.1.3.1. Определяем плотность пара.
(16)
V0 =22,413 м3/кмоль- молярный объем;
TP =35°С - рабочая температура;
М=106,17кг/кмоль - молярная масса;
кг/м3
2.1.3.2. Определяем среднюю концентрацию паров ЛВЖ в помещении и сравниваем с нижним концентрационным пределом распространения пламени.
(17)
m=30,56 кг - масса испарившейся жидкости;
rгп= 4,197кг/м3- плотность пара;
Vсв =1392 м3 - свободный объем помещения;
%
Т.к. 0,520,55 т.е. Сср0,5·Снкпр, то производим расчёт взрывоопасной зоны, а также величины коэффициента участия паров не нагретых ЛВЖ во взрыве;
2.1.4 Определяем коэффициент участия паров ЛВЖ во взрыве Z.
2.1.4.1. Определяем концентрацию насыщенных паров
(18)
%
2.1.4.2. Определяем величину С*
(19)
j=1,9 % - эффективный коэффициент избытка горючего;
Сст - стехиометрическая концентрация ЛВЖ;
где 
(19)
b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;
b (20)
nc=8, nн=10 - число атомов С ,Н в молекуле соответственно.
%
Т.к. Сн£С* и принимаем формулу ; м
По номограмме приложения Б НПБ 5-2005 определяем значение коэффициента участия паров ЛВЖ во взрыве Z. Z=0,117
Т.к. 0 Z0,3, то производится дополнительный расчёт величины Z. Результат этого расчёта является окончательным
ХНКПР = К1L (21)
YНКПР = К1S (22)
ZНКПР = К3 Н (23)
Где К1 = 1,1958 для ЛВЖ;
К2 = для ЛВЖ;
К3 =0,3536 для ЛВЖ при подвижности воздушной среды.
С0 - предэкспоненциальный множитель, % (об.),
При подвижности воздушной среды для паров ЛВЖ
С0 = СН (24)
м
м
м 2.1.6. Производим расчёт коэффициента участия паров ЛВЖ во взрыве Z
при ХНКПР L и YНКПР
Z = (25)
Z=4,197
2.1.7. Найдем расчёт избыточного давления взрыва :
кПа
2.2 Т.к. в результате расчёта получилась категория помещения В, то определяем категорию помещения В1-В4 в соответствии с главой 9 НПБ 5-2005.
2.2.1. Определяем пожарную нагрузку
(26)
G - количество материала пожарной нагрузки;
- низшая теплота сгорания материала пожарной нагрузки, МДж/кг-1
2.2.2. Определяем количество материала пожарной нагрузки
(27)
кг
МДж
2.2.3. Производим расчёт удельной пожарной нагрузки
(28)
где S=300 м2 - площадь размещения пожарной нагрузки,
МДж/м2
Т.к. расчёт удельной пожарной нагрузки q =240,05 МДж/м2,то помещений относится к категория В-3.
3. Определяем категорию здания по взрывопожарной и пожарной опасности. Определяем в соответствии с главой 10 НПБ 5-2005.
Площадь окрасочного участка =L·S,=40·15=600 м2, который относится к категории В-1
Площадь сборочного цеха = L·S , =110·40=4400 м2 ,который относится к категории Д
Площадь инструментального участка= L·S, =50·35=1750 м2 ,который относится к категории Д.
Площадь помещения , , который относится к категории В-3.
Суммарная площадь помещений категорий В1-В3 ровна S==600+300=900м2
Процентное содержание помещений категорий В =·100=0,127·100=12,7%
здание не относится к категориям А или Б;
суммарная площадь помещений категорий В1-В3 превышает 10 % суммарной площади всех помещений , если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б .
Вывод: Помещение относится к категории В-3, т.к. удельная пожарная нагрузка q =240,05 МДж/м2 .
Здание относится к категории В потому что суммарная площадь помещений категорий В равна 12,7 % и не оборудована установками автоматического пожаротушения.
Используемая литература: НПБ5-2005