МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОЗРАХУНКОВОЇ РОБОТИ № 2 З ДИСЦИПЛІНИ “ТЕОРІЯ РОЗВИТКУ ТА ПРИПИНЕННЯ ГОРІННЯ” РОЗДІЛИ: “ФIЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ РОЗВИТКУ ПОЖЕЖ ” ТА “ПРИПИНЕННЯ ПРОЦЕСІВ ГОРІННЯ”

  • Книга «»
    		• ПРИКЛАД РІШЕННЯ

    Розрахувати параметри вибуху, що відбувся при випаровуванні етилацетату у відкритий простір із поверхні розливу 250 м2 , якщо час випаровування склав 40 хв, швидкість вітру 1,5 м/с, задана температура 18 0С.

    Рішення:

    Для етилацетату з довідника [4] виписуємо такі параметри:

    нижня концентраційна межа поширення полум'я j он = 2%,

    константи Антуана А = 6,2267; В = 1244,95; Са = 217,88,

    температура спалаху tсп= -3 оС,

    теплота утворення D H0f = -442,9 кДж/моль.

    tпоч = -3+18=15 оС; Tпоч = 15+273 =288 К.

    1. Розраховуємо температуру горіння пароповітряної суміші стехіометричної концентрації

    1.1. Складаємо рівняння реакції горіння:

    C4H8O2 + 5(О2 + 3,76N2) = 4CO2 + 4H2O + 5× 3,76N2

    1.2. Визначаємо теоретичне число молів продуктів горіння;

    nопг = 4+ 4 + 5× 3,76 = 26,8 моль/моль

    1.3. Визначаємо нижчу теплоту згоряння речовини

    1.4. Визначаємо середню ентальпію продуктів згорання:

     

    1.5. Орієнтуючись на азот визначаємо температуру горіння у першому наближенні Т1 = 2400 К.

    1.6. Визначаємо тепловміст продуктів горіння Qпг при температурі Т1:

    QT1пг = 125 × 4 + 104 × 4 + 5 × 3,76 × 79,3 = 2406,8 , кДж/моль

    1.7. Визначаємо температуру горіння у другому наближенні Т2 = 2000 К

    1.8. Визначаємо тепловміст продуктів горіння Qпг при температурі Т2:

    QT2пг = 100,7 × 4 83 × 4 + 5 × 3,76 × 64,8 = 1953 , кДж/моль,

    1.9. Визначаємо температуру горіння методом лінійної інтерполяції:

    2. Розраховуємо масу рідини, що випарувалася.

    2.1. Визначаємо тиск насиченої пари рідини по рівнянню Антуана.

     

    2.2. Визначаємо інтенсивність випаровування етилацетату

    μ = 12× 4+1× 8+16× 2 = 88 кг/кмоль

    Iвип =88× 7,6 (0,734 + 1,637× 1,5)× 10-6 = 2,13× 10-3 кг/(м2× с).

    2.3. Визначаємо масу рідини, що випарувалася:

    mпар = 2,13× 10-3× 250× 40× 60 =1278 кг.

    3. Визначаємо радіус зони загазованості при випаровуванні рідини.

    3.1. Розраховуємо густину парів рідини

    3.2. Розраховуємо радіус зони загазованості:

     

    4. Визначаємо тротиловий еквівалент вибуху паро-газової суміші

    4.1. Розраховуємо приведену масу речовини, що бере участь у вибуху. Так, як випаровування відбувається у відкритий простір приймаємо z = 0,1.

    mпр = 1278× 0,1 = 127,8 кг

    4.2. Розраховуємо масову теплоту згоряння речовини, Q/Н :

     

    4.3. Розраховуємо тротиловій еквівалент пароповітряної хмари:

     

    5. Визначаємо радіус вражаючої дії ударної хвилі

    5.1. Розраховуємо радіус травмування людей:

     

    5.2. . Розраховуємо радіус руйнування будівель та споруд:

     

    6. Визначаємо параметри вогненної сфери

    6.1. Розраховуємо радіус вогненної сфери:

     

    6.2. Розраховуємо час життя вогненної сфери :

     

    7. Визначаємо радіус ураження відкритих ділянок шкіри тепловим випромінюванням при запаленні парогазової суміші:

     

    Висновок:

    На підставі проведеного розрахунку встановлено, що при випаровуванні етилацетату радіус зони, у якій концентрація буде перевищувати нижню концентраційну межу поширення полум'я, складе 27,2 м.

    При вибуху парів можливе руйнування будинків і споруд в радіусі до 34,5 м. На відстані до 23 м можливі опіки відкритих ділянок шкіри людини, а ударна хвиля може заподіяти травми на відстані до 30,6 м.

    © 2004 Академя гражданской защиты Украины