Расчеты по пожарной безопасности

Практическое занятие 7

Цель занятия: Освоить методы определения пожароопасных и взрывоопасных параметров твердых, жидких и газообразных веществ, научиться определять категории пожарной и взрывчатой опасности производств

Задание: Определить пожароопасность и взрывоопасность веществ, используемых в гражданской авиации, нижний и верхний пределы взрываемости.

1. Содержание занятия

1. Рассчитать нижние и верхние концентрационные и температурные пределы воспламенения или взрыва некоторых наиболее применяемых в гражданской авиации газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также их смесей.

2. Определить, исходя из пожароопасных свойств применяемых веществ и характера выполняемых работ, категорию пожарной опасности ряда цехов и участков эксплуатационных (ремонтных) авиапредприятий.

2. Самостоятельная подготовка к занятию

1. Изучить лекционный материал по пожарной безопасности взрывобезопасности.

2.Ознакомиться с характеристиками взрывопожарной опасности твердых, жидких и газообразных горючих веществ [22, с. 19-23].

3. Ознакомиться с категориями пожарной опасности [3, с. 198-200].

4. Ознакомиться с классификацией взрывоопасных зон [10, с. 550-555].

5. Ответить на контрольные вопросы.

3. Контрольные вопросы

1. В чем сущность понятий "температура вспышки", "температура воспламенения" и "температура самовоспламенения".

2. Что называется верхним и нижним концентрационным пределом воспламенения и взрыва?

3. Что называется верхним и нижним температурным пределом воспламенения или взрыва?

4. Что называется пределом огнестойкости материалов или конструкций?

5. Какие пожаро- или взрывоопасные характеристики веществ положены в основу деления производств на категории пожарной опасности.

6. Дайте определение категорий пожарной опасности А, Б, В, Г, Д, Е.

7. Дайте характеристику групп возгораемости материалов и конструкций.

8. Изложите основные направления пожарной профилактики и обеспечения взрывобезопасности.

9. Дайте характеристику огнегасящих веществ и особенности их применения.

10. Назовите основные приемы и способы пожаротушения.

4. Решение типовых задач

Задача 1. Вычислить концентрационные пределы воспламенения (взрыва) смеси паров ацетона и воздуха.

4.1. Указания к решению задачи 1

4.1.1 Количество N атомарного кислорода, необходимое для сгорания одного моля ацетона, определим из уравнения реакции:

CH₃COCH₃ + 4O₂ + 4·3,76 N ₂ = 3CO₂ + 3H₂O + 15N₂; N = 8.

4.1.2 Нижний (НП) и верхний (ВП) концентрационные пределы воспламенения горючих смесей можно определить, используя формулу (в процентах):

4.1.3 Тоже в граммах на литр:

;

.

где N – количество атомарного кислорода, необходимое для сгорания одного моля горючего газа (вещества); М – масса одного моля горючего вещества в смеси, г; V _t – объем одного моля горючего вещества при начальной температуре смеси, л.

Задача 2. Определить концентрационные пределы взрыва топлива ТС-1 по температурным пределам воспламенения:

4.2. Указание к решению задачи 2

4.2.1 По температурным пределам воспламенения горючих веществ определяем концентрационные пределы воспламенения:

;

где Р _н и Р _в - давление насыщенных паров при температурах, соответствующих нижнему и верхнему температурным пределам, Па; Р_атм - атмосферное давление, равное 9,8·10⁴ Па.

4.2.2.Давление насыщенного пара топлива ТС-1 при 301 К (28 °С) составляет 0,11·10⁴ Па, а при 330 К (57 °С) – 0,68·10⁴ Па.

Подставляя значения Р _н и Р _в в формулы (7.1 и 7.2), найдем:

Задача 3. В емкости хранится бензин "Галоша". Является ли концентрация его паров в емкости взрываемой летом при температуре воздуха 303 К (+30 °С) и зимой при 258 К (-15 °С)?

4.3. Указание к решению задачи 3

4.3.1 По температурным пределам распространения пламени (воспламенения) бензина "Галоша" (прил. 7.1) определяем, что в летнее время при 303 К (+30 °С) концентрация паров в емкости выше верхнего предела распространения пламени (взрываемости) и поэтому не представляет опасности взрыва, а в зимнее время при 258 К (-15 °С) концентрация паров находится в области взрываемости и, поэтому она взрывоопасна.

Задача 4. На бетонный пол разлили 3 л бензина Б-70 при температуре 298 К (+25 °С) и атмосферном давлении Р₀ = 9,81·10⁴ Па (1 кгс/см²). Диаметр лужи бензина 1,5 м.

Определить скорость испарения бензина через 1 час после пролива и время, за которое в помещении объемом в 15 м образуется концентрация паров бензина, равная верхнему концентрационному пределу распространения пламени ВП=5,76 %.

4.4. Указания к решению задачи 4

4.4.1.Скорость испарения бензина u, кг\с найдем по формуле:

где u – скорость испарения бензина, кг\с; r - радиус лужи, м; D – коэффициент диффузии (0,84·10^-5 м²\с); М – молярная масса (126·10^-3 кг\моль); Р_н - давление насыщенных паров бензина Б-70 (1,8·10⁴ Па); V_t - молярный объем паров бензина (24·10^-3 моль\м); Р₀ - атмосферное давление 9,81·10⁴ Па (1 кг\см²).

Подставим эти значения в (7.3), получим:

4.4.2 Масса бензина, испаряющаяся за 1 час равна

4.4.3 Массовая концентрация С бензиновых паров в помещении объемом V _п

.

4.4.4 Объемная доля бензиновых паров в воздухе помещения за 1 час испарения бензина достигнет:

.

4.4.5 Верхний концентрационный предел взрываемости бензина Б-70 будет достигнут через t час.

.

4.4.6 За t = 52,3 ч испарится Б-70, m _t кг

m _t = m · t = 0,087 · 52,3 = 4,55 кг.

По условию задачи разлито 3 кг бензина, и поэтому ВП = 5,76% в этом помещении не может быть достигнут.

Задача 5. Из резервуара объемом 500 м³ выдали 100 м³ бензина Б-95\130. Остаток хранился при температуре 298 К (+25 °С) и давлении Р₀ = 9,81·10⁴ Па (1 кг\см²) неопределенно долго, а при пожаре в соседнем резервуаре его перекачали в безопасное хранилище. Определить, была ли концентрация бензина в резервуаре взрывоопасна до и после перекачки из него бензина?

Исходные данные: молекулярная масса М = 120·10^-3 кг\моль; Р_н - давление насыщенных паров бензина Б – 95\130 примем 1,95·10⁴ Па; V_t – молярный объем бензина – 24 10^-3 м\моль.

В процессе перекачки испарением пренебрегаем.

4.5. Указания к решению задачи 5

4.5.1 Массовая концентрация паров бензина С:

4.5.2 Объемная доля паров бензина в емкости где он хранился:

.

4.5.3 Эта концентрация паров бензина не взрывоопасна, так как она выше верхнего предела распространения пламени, который у бензина Б–95\130 равен 5,48 % об. После перекачки бензина пары его заполнили объем в пять раз больший и концентрация составит 20\5=4 % об. Такая концентрация паров бензина взрывоопасна, так как она лежит в диапазоне взрываемости бензина Б–95\130 (прил. 7.1) – 0,98 < 4,0 < 5,48 % об.

5. Задача для самостоятельного решения

Задача 6. условия задачи и, исходные данные см. задачу 4; диаметр лужи, время испарения и объем помещения, указаны в таблице 7.7.

Таблица 7.1

Исходные дополнительные данные к задаче 6.

5.1. Указания к решению задачи 6

5.1.1 При решении задачи следует пользоваться указаниями 4.4.1 – 4.4.5 настоящего практического занятия.

5.1.2 Если занятие четырех часовое, то дополнительно могут быть выданы по одной из оставшихся четырех типовых задач для самостоятельного решения.

Приложение 7.1

Температурные, концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) и температура самовоспламенения горюче-смазочных материалов

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 80; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!