Пожарная безопасность

§4.1 Расчет критерия Пекле

В теоретических работах Я. Б. Зельдовича показано, что на пределе распространения пламени в трубках малого диаметра достигается постоянство числа Пекле. Последующими экспериментальными исследованиями установлено, что на пределе гашения пламени величина числа Пекле колеблется в пределах 60 . 80 и примерно одинакова для всех горючих смесей и огнегасящих

насадок в широком диапазоне изменения условий опыта. По этой закономерности легко найти величину критического диаметра огнепреградителя.

Число Пекле применительно к данному условию выражается как

, (4.1)

где Ре- число Пекле, на пределе гашения пламени равное 65;

а - коэффициент температуропроводности горящей смеси (м/с2);

uн - нормальная скорость распространения пламени (м/с);

d – диаметр клапана огнепреградителя (м).

Установлено, что при Пекле менее 65, горение в узком клапане не возможно.

Для критических условиях

. (4.2)

, (4.3)

где λ - коэффициент теплопроводности горючей смеси (Вт/м·К);

Ср – удельная теплоемкость горючей смеси (Дж/кг·К);

р - плотность горючей смеси (кг·м3).

Согласно уравнению газового состояния, pV=GRT,

, (4.4)

где R - газовая постоянная(Дж/кг·К);

Т - температура горючей смеси (К);

р - давление горючей смеси (Па);

G - количество горючей смеси.

Подставляя (4.3) и (4.4) в (4.2) и решая уравнение относительно критического диаметра канала, получим:

, (4.5)

В соответствии с экспериментальными данными действительный диаметр канала огнегасящей насадки огнепреградителя должен быть взят с учетом двойного коэффициента запаса надежности, то есть

, (4.6)

Если насадка огнепреградителя состоит из гранулированных тел (зерен гравия, стеклянных или фарфоровых шариков, колец), приходится от вычисленного размера, канала переходить к размеру гранулы. Диаметр каналов (пор), образующихся в слое насадки из одинаковых по размеру гранул, по форме близких к шарообразным частицам, принимают равным 0,25 .0,36 величины диаметра шарика, откуда

, (4.7)

где drp - диаметр гранулы.

5.Порядок определения вышедшего из аппарата вещества

§5.1 Характеристика аварийной ситуации

Технологическое оборудование и осуществляемые в нем технологические процессы разрабатываются таким образом, чтобы при нормальных условиях эксплуатации опасность не возникала. Однако аварийные ситуации имеют место. Под «аварией» понимают выход из строя, повреждение какого-либо аппарата, машины и т. п. во время работы, движения. В большинстве случаев аварии, независимо от их характера, являются следствием ошибок, допущенных на стадиях разработки, проектирования, изготовления, монтажа, эксплуатации, обслуживания и ремонта производственного оборудования.

По каждой предполагаемой аварии из предварительного перечня, составленного для машины или аппарата, выясняют причину повреждения; степень повреждения (локальное повреждение, полное разрушение); расход и длительность утечки (в том числе общее количество вышедшего вещества); размер наружной опасной зоны (в результате рассеивания газа, растекания и испарения жидкости); условия воспламенения и характер первичного очага пожара.

Каждая авария связана либо с локальным повреждением технологического оборудования, либо с полным разрушением аппарата.

Аварии и повреждения оборудования с горючими веществами обычно приводят к вспышкам, взрывам и пожарам на производствах.

В данной главе рассматриваются общие для всех аварий (то есть не зависящие от места и причины) методы определения расхода и длительности утечек, количества вышедшего вещества, динамика образования и роста размера наружной опасной зоны.

§5.2. Локальное и полное определение вышедшего из аппаратов

вещества

Локальные утечки, то есть количество вещества, выходящего наружу из поврежденного аппарата, можно определить по формуле

, (5.1)

где а - коэффициент расхода (допускается применять 0,7);

f - площадь отверстия, через которое происходит истечение (м2);

υ- постоянная или средняя скорость истечения вещества (м2);

р – плотность вещества при истечении (кг/м3);

τ - длительность истечения или время до ликвидации аварии (с).

Площадь поврежденного участка (отверстия) f определяют с учетом причин и характера повреждения и конструктивных особенностей оборудования.

Длительность истечения вещества из поврежденного аппарата τ складывается из времени от начала истечения до момента обнаружения повреждения τ1 , длительности операций по прекращению, утечки τ2 (закрытие задвижек, установка заглушек и т. п.) и длительности остаточного истечения τ3 , т. е.

τ=τ1+τ2+τ3 (5.2)

Следует отметить, что величина каждого отрезка времени зависит от многих факторов. Так, время обнаружения повреждения и начала утечки τ1 зависит от характера и степени повреждения, числа и расположения рабочих мест обслуживающего персонала на производственном участке и в пункте управления производством наличия стационарных средств контроля за технологическим процессом, чувствительности этих средств к отклонениям от норм технологического режима. При значительных повреждениях в большинстве случаев период обнаружения повреждения можно принимать равным нулю.

Длительность операций по прекращению утечки τ2 зависит от числа питающих трубопроводов, числа, расположения, вида привода и длительности срабатывания отключающих задвижек, а также численности обслуживающего персонала, его подготовленности к ликвидации аварийной ситуации. При повреждении сложных технологических установок с жесткими технологическими связями следует учитывать время отключения всех взаимосвязанных блоков и узлов установки. Это время может измеряться часами. В простейших случаях время отключения оборудования принимают равным 15 мин при ручных операциях и 2 мин при автоматических.

Длительность остаточного истечения τ3 зависит от объема отсекаемого оборудования, его рабочих параметров к моменту отключения и параметров самого истечения. Длительность этого периода определяется гидродинамическим расчетом.

Скорость истечения вещества. Мгновенную скорость истечения жидкости через отверстие определяют по формуле

, (5.3)

где g - ускорение силы тяжести (9,8 м/с);

 Скачать реферат