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
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ГОУВПО Ивановский Государственный Химико-Технологический Университет
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
по дисциплине: Безопасность жизнедеятельности.
Тема: Пожарная безопасность.
Выполнила: Выхованец А.В.
Курс: 5 Группа: 42
г. Иваново, 2006 г.
Цель работы:
Освоение методов оценки степени взрывопожароопасности ве ществ и материалов, зон и помещений для обеспечения пожарной безопасности при использовании горючих веществ.
Теоретическое введение:
Пожар – неуправляемый процесс горения, приводящий к большим материальным убыткам и часто к человеческим жертвам.
Основа пожара – процесс горения, под которым понимают быстро протекающую химическую реакцию (обычно окислительную), сопровождающуюся выделением тепла и излучением света. Все вещества и материалы по склонности к горению делятся на три груп пы: негорючие, трудно горючие и горючие. Одни горят плохо (глицерин, минеральные масла и др.), другие - со взрывом (водород, сероуглерод и др.). Склонность веществ к горе нию зависит от природы горючего вещества, агрегатного состояния, наличия примесей, температуры и давления окружающей среды и т.п. По скорости рас пространения пламени горение может быть дефлаграционным (простым), когда скорость распространения пламени (U) невелика - U < 10 м/с; взрывным - 10< U < 100 м/с и детонационным U > 100 м/с. Лимитирующей стадией дефлаграционного горения является скорость диффузии окислителя в зону горения, по этому его называют диффузионным. Лимитирующей стадией взрывного и де тонационного горения является скорость химической реакции окисления, и эти виды горения относятся к кинетическому горению. Продуктами полного сгора ния являются высшие окислы - диоксид углерода, пары воды, диоксиды серы и азота и др. Продуктами неполного сгорания являются монооксид углерода (угарный газ), альдегиды, кетоны, которые обладают как взрывоопасными, так, в значительной степени, и токсичными свойствами.
Степень взрывопажроопасности веществ и материалов оценивается совокупностью количественных показателей, среди которых приоритетными являются, температура вспышки, температура воспламенения, температура самовоспламенения, нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени и безопасный экспериментальный максимальный зазор и др.
Температура вспышки (tвсп) - это самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхно стью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения. Жидкости по температуре вспышки делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с tвсп < 61°С и горючие жидкости (ГЖ) с tвсп > 61°С. ЛВЖ при обычных услови ях взрывопожароопасны, ГЖ - пожароопасны. По степени взрывопожароопасности ЛВЖ делятся:
на особоопасные с tвсп <–18°С;
постоянно опасные с –18<tвсп <23°С;
опасные при повышенной температуре с 23<tвсп<61°С.
Температура воспламенения (tвосп ) – наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие газы и пары с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламен ное горение. Важным показателей, характеризующим степень пожарной опас ности жидкостей, является Δt:
Δt= tвосп –tвсп
Нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени – это соответственно минимальная и максимальная концентрация горючего вещества в смеси с окислительной средой, при которой распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Область концентраций между нижним и верхним пределами называется диапазоном воспламенения. Чем ниже нижний предел и шире диапазон воспламенения, тем опаснее вещество. Все смеси горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом – взрывопожароопасны.
Установка для определения нижнего концентрационного предела распространения пламени представлена на следующей схеме:
Температура самовоспламенения (tсв) - это самая низкая температура ве щества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением. Температура самовоспламенения характеризует степень пожаро опасности горючих веществ в различных агрегатных состояниях: газообразном, жидком и пылеобразном (в виде аэрозоля и в виде аэрогеля - осевшая пыль). Чем меньше tсв тем опаснее вещество. В зависимости от температуры самовос пламенения взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом подразделяются на шесть групп.
На основании температуры самовоспламенения устанавливают безопас ную максимально допустимую температуру нагрева горючего вещества, а также оборудования, трубопроводов.
Все перечисленные выше показатели зависят от природы горючего вещества, параметров окружающей среды (температуры, давления) и степени чистоты горючего вещества.
Важно оценить не только степень взрывопожароопасности веществ и ма териалов, но и технологическую операцию, оборудование и помещение, где эти вещества используются или хранятся.
Для этого вводится понятие зона – это пространство вокруг оборудования, где используются горючие вещества, ра диусом 5 м
Взрывопожароопасными (В) считаются зоны вокруг оборудования, где используются взрывопожароопасные вещества и материалы (горючие газы, ЛВЖ и взрывопожароопасные аэрозоли). Зоны вокруг оборудования, где обра щаются пожароопасные вещества и материалы (горючие жидкости, аэрозоли и твердые горючие вещества) относятся к пожароопасным (П). В свою очередь, как взрывопожароопасные, так и пожароопасные зоны подразде ляются на классы в зависимости от природы, агрегатного состояния горючего вещества и особенностей проведения технологического процесса. Из взрывопожароопасных зон самые опасные B-I и B-II - это зоны вокруг оборудования, в которых постоянно присутствуют взрывоопасные газо- и паровоздушные смеси (B-I) или аэрозоли (B-II). Менее опасны зоны В-Ia и В-IIa, где такие сме си могут образовываться только в аварийной ситуации. Склады горючих газов (ГГ) и ЛВЖ относятся к зоне В-1г. К менее опасным относятся пожароопасные зоны: П-1, П-II, П-IIа и П-III. По степени взрывопожароопасности помещения делятся на ка тегории по НПБ 105-95.
|
Категория помещения |
Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении |
|
А Взрывопожаро-опасная |
Горючие газы и пары ЛВЖ с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что они могут образовывать взрывоопасные газо- и паро воздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное дав ление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодей ствии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа |
|
Б взрывопожаро-опасная |
Пыли и волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28°С, горючие жидкости (ГЖ) в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паровоздушные или пылевоздушные смеси, при воспламенении которых раз вивается избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа |
|
В1-В4 пожароопасные |
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорю чие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества материа лы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б |
|
Г Невзрывопожа-роопасная |
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплав ленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещест ва, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
|
Д Непожароопа-сная |
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии |
Пожар легче предупредить, чем его тушить. На этом принципе базирует ся пожарная профилактика, где заранее предусматриваются мероприятия на правленные:
на устранение источников зажигания, окислителя и т.д.;
предупреждение возможности возникновения очага пожара;
предупреждение распространения пожара при его возникновении внутри оборудования и по трубопроводам, по конструктивным элементам зданий, между зданиями и т.д.;
безопасная эвакуация людей при пожаре;
первичные и стационарные средства тушения пожара
Практическое задание:
Определить верхний предел распространения пламени для газовой смеси, содержащей 40% бутана, остальное пропан. Экспериментальное значение верхнего предела сравнить с расчетной величиной, объяснить возможные расхождения. Найти категорию помещения лаборатории БЖД по взрывопожароопасности, если в ней установлен баллон с бутан-пропановой смесью, объемом 5л и давление 50атм. Предложить противопожарные мероприятия.
Порядок выполнения:
Выполнение работы:
Исходные данные:
Для пропана:
β = mC+0.25mH = 3+0,25*8=5 β< 7,5, поэтому а=1,559, в=0,560
φ = 100 / (1,559*5+0,560) = 11,97%
Для бутана:
β = mC+0.25mH = 4+0,25*10=6,5 β< 7,5, поэтому а=1,559, в=0,560
φ = 100 / (1,559*6,5+0,560) = 9,35%
Верхний концентрационный предел для смеси бутана с пропаном:
Объем газовой смеси:
Экспериментальные данные:
Проведем опыт, взяв сначала объем газа 44мл и будем увеличивать (уменьшать) его по 1мл. Полученные данные занесем в таблицу:
|
Vсм, мл |
Наличие взрыва |
|
44 |
+ |
|
45 |
– |
Используя объем, полученный в ходе эксперимента, найдем верхний концентрационный предел распространения пламени, полученный экспериментальным путем:
φ>10, можно сделать вывод, что смесь взрывопожароопасная.
Погрешность:
Категория помещения лаборатории БЖД:
Рассчитаем концентрацию газа в помещении при разгерметизации баллона Vб=5л, Рб=50атм:
0,250м3 – объем, который займет газ при разгерметизации баллона. При этом свободный объем помещения:
Vпом.своб = 0,8*Vгеом = 0,8*(12*6*3) = 172,8м3
Концентрация газа в помещении при разгерметизации баллона:
φ=0,25 / 172,8 *100 = 0,14%
Нижний концентрационный предел:
, а=8,684 в=4,679
Пропан: β = mC+0.25mH = 3+0,25*8=5 φ = 100 / (8,684*5+4,679) = 2,07%
Бутан: β = mC+0.25mH = 4+0,25*10=6,5 φ = 100 / (8,684*6,5+4,679) = 1,63%
Смесь бутана с пропаном:
Нижний концентрационный предел бутан-пропановой смеси выше, чем концентрация газа в помещении при разгерметизации баллона (0,14<1,87), поэтому целесообразно присвоить помещению категорию по взрывопожароопасности – В. Если же объем баллонов с газом в помещении увеличится, и газ при разгерметизации баллона создаст концентрацию выше нижнего, но ниже верхнего концентрационного пределов, т.е. 1,87< φ <10,63, то помещению необходимо будет присвоить категорию по взрывопожароопасности – А.
Вывод:
В ходе проделанной работы мы определили верхний предел распространения пламени для бутан-пропановой газовой смеси φ=10,75. Экспериментальное значение верхнего предела составило φ=10,63. Погрешность = 1,12%, ее можно объяснить тем, что лабораторная установка имеет точность 1мл, а расчетный объем был получен с точностью до 0,01мл. Категорию помещения лаборатории БЖД по взрывопожароопасности, если в ней установлен баллон с бутан-пропановой смесью, объемом 5л и давление 50атм – В, т.к. при разгерметизации баллона концентрация газа в помещении составит 0,14%, что меньше нижнего концентрационного предела. Предлагаемые противопожарные мероприятия – первичные и стационарные средства тушения пожара.
Задача 5.16
Задание:
Оценить степень взрывопожароопасности следующих веществ: диэтилового эфира, н-бутилового спирта и этиленгликоля. Установить класс зон вокруг оборудования, в котором они используются и категорию помещения по взрывопожароопасности, при условии, что оборудование с этими веществами занимает более половины площади помещения.
Решение:
Из справочника Баратова возьмем данные необходимые для решения задачи.
Диэтиловый эфир: С4Н10О – легковоспламеняющаяся жидкость tвсп=41°C – опасен при повышенной температуре.
Н-бутиловый спирт: С4Н10О – легковоспламеняющаяся жидкость tвсп=35°C – опасен при повышенной температуре.
Этиленгликоль: – горючая жидкость tвсп=111°C – пожароопасен.
Исходя из этих данных класс зон вокруг оборудования в котором используются эти вещества –
Категория помещения по взрывопожароопасности –
Б-взрываопожароопасная.