Прогнозирование последствий аварий на пожаро-взрывоопасном объекте

Таблица 2

Примечание:

склад 1 – кирпичное здание;

склад 2 – здание из сборного железобетона;

административное – многоэтажное здание с металлическим каркасом;

ВНБ – водонапорная башня;

К-150 – наземный кольцевой трубопровод;

ЛЭП – воздушная линия электропередачи низкого напряжения.

1. Расчёт степени воздействия ударной волны на объекты и человека при детонационном взрыве газо-паровоздушного облака

Участок А

Описание горючего вещества:

Диэтиловый эфир этиловый эфир, этоксиэтан ()

Физико-химические свойства: жидкость. Молярная масса 74,12 г/моль плотность 713,5кг/м3 при 20оС; плотность пара по воздуху 2,6; температура кипения +34,5оС; коэффициент диффузии пара в воздухе 0,0772 см2/с (расч); теплота образования –1252,2 кДж/моль; теплота сгорания-2531 кДж/моль; в воде растворим.

Пожароопасные свойства: Легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки -41оС; температура самовоспламенения 180оС; концентрационные пределы распространения пламени: 1,7-49 % (об.); температурные пределы воспламенения: НТПВ -44оС, ВТПВ 16оС; минимальное содержание кислорода для диффуз. горения 15,4 %, скорость выгорания 10,83*; максимальная нормальная скорость распространения пламени 0,49 м/с; максимальное давление взрыва 720МПа; минимальная энергия зажигания 0,2 мДж;

Средства тушения: Вода в виде компактных или распылённых струй, пены, порошок ПСБ-3.

При аварийном разрушении резервуара с хранящимся в нём диэтиловым эфиром над поверхностью образовавшегося разлива формируется облако газо-паровоздушной смеси (ГПВС), имеющее плоскую форму, так как молярная масса паров диэтилового эфира составляет 74,12 г/моль, что больше молярной массы воздуха, равной 29 г/моль.

Масса паров диэтилового эфира в облаке складывается из массы вещества, испарившегося с поверхности разлива mисп и массы насыщенных паров диэтилового эфира mн.п., содержащихся изначально в свободном объёме резервуара до момента аварии:

mг = mисп + mн.п.

1.1 Расчёт массы насыщенных паров горючего в резервуаре

Объём насыщенного диэтилового эфира в резервуаре:

, м3 1.2

где Vрез – объём резервуара, м34

Vж – объём горючей жидкости в резервуаре, м3;

- объёмная доля насыщенного пара горючей жидкости (в долях от единицы).

Объём горючей жидкости в резервуаре:

, м3

где mж – масса жидкости в резервуаре, кг;

r¢ж – плотность диэтилового эфира при температуре 10оС (по справочной таблице приложения 4 находим плотность диэтилового эфира а при 10оС, равную 713,5 кг/м3).

Парциальное давление насыщенного пара диэтилового эфира при температуре 10оС:

,

где А, В, СА – константы уравнения Антуана, равные соответственно 3,6875, 903,588 и -66,69 (приложение 1).

Объёмная доля насыщенного пара диэтилового эфира при 10С:

где Pо – атмосферное давление (по условию равно 99,5кПа);

Следовательно, в данных условиях:

Молярный объём при температуре 10С (283) и давлении 102,5кПа

По формуле Менделеева-Клапейрона:

Масса насыщенных паров горючей жидкости в резервуаре:

где Vн.п. – объём насыщенных паров жидкости, м3;

V¢м – молярный объём при заданных условиях, м3/кмоль.

1.2 Расчёт массы жидкости, испарившейся с поверхности разлива

Интенсивность испарения диэтилового эфира в неподвижную среду:

где Рн.п. – парциальное давление насыщенных паров жидкости, кПа (рассчитывается по формуле 1.5);

М – молярная масса жидкости, кг/кмоль.

Масса диэтилового эфира , испарившегося с поверхности разлива

Так как, согласно исходным данным, разлив диэтилового эфира происходит в пределах обвалования, площадь которого меньше площади разлива на неограниченную поверхность, то принимаем, что площадь разлива равна площади обвалования: Fпр = Fобв. Следовательно:

где Wисп – интенсивность испарения;

tисп – продолжительность испарения до момента воспламенения облака;

Fобв – площадь обвалования.

Следовательно, по формуле 1.1 масса диэтилового эфира в облаке ГПВС равна:

1.3 Расчёт тротилового эквивалента при детонационном взрыве облака ГПВС

Стехиометрическая концентрация паров диэтилового эфира в облаке ГПВС:

Уравнение полного горения паров диэтилового эфира в воздухе:

+6(О2 + 3,76N2) ® 4СО2 + 5Н2О +6×3,76N2

Из уравнения реакции видно, что газопаровоздушной смесью в данном случае является смесь + 6(О2 + 3,76N2) – т. е. левая часть уравнения. Следовательно:

где nг – стехиометрический коэффициент перед горючим веществом;

- сумма стехиометрических коэффициентов компонентов исходной ГПВС.

Объём облака ГПВС:

где V¢м – молярный объём при заданных условиях;

mг – масса диэтилового эфира в облаке ГПВС.

Плотность стехиометрического облака ГПВС:

где , , - стехиометрические коэффициенты перед горючим веществом, кислородом и азотом соответственно в уравнении реакции полного горения;

 Скачать реферат