4.6 Расчёт категории первого помещения

При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии. Для данного помещения принимаем наихудший вариант - полное разрушение смесителя растворителя. В таком случае объём разлившегося вещества будет определяться по формуле:

V_А1 = V₁+V₂+V₃+V₄+V₅, (1)

где V₁ - объём разлившейся жидкости из аппарата, м³; V₂ - объём подводящего трубопровода c растворителем, м³; V₃ - объём подводящего трубопровода c полуфабрикатом, м³ V₄ - объём отводящего трубопровода, м³; V₅ - объём жидкости, поданной насосом до закрытия задвижки, м³.

(2)

где V_а - объём аппарата, м³; е - степень заполнения аппарата; w_p - доля растворителя, %.

(3)

где d - диаметр трубопровода, м.

(4)

где S₂ - площадь сечения подводящего трубопровода, м²; l₂ - расстояние до запорной арматуры на подводящей линии, м.

(5)

где S₃ - площадь сечения подводящего трубопровода с полуфабрикатом, м²; l₃ - расстояние до запорной арматуры на подводящей линии, м.

(5)

где

S₃ - площадь сечения отводящего трубопровода с полуфабрикатом, м²; l₃ - расстояние до запорной арматуры на отводящей линии, м.

(6)

где q - расход подводящей линии, м³/с; Т - время срабатывания запорной арматуры, с.

Масса разлившегося вещества будет определяться по формуле:

(7)

где - плотность вещества, кг/м³.

Давление насыщенных паров определяем по следующей формуле:

(8)

где А, В, С_А - константы уравнения Антуана [2]; t_p - температура среды, С.

Определяем интенсивность испарения по формуле:

(9)

где - коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; М - молярная масса вещества, кг/кмоль.

По условию аварии в помещение выливается V_А1= 8,9 м³ жидкости, которая разливается на площади 445 м², т.к.1 л жидкости разливается на 0,5 м².

Площадь ограничения розлива найдём по формуле:

(10)

где S_{пом -} площадь помещения, м²; k - коэффициент ограничения розлива, %.

Т.к. площадь ограничения розлива меньше площади розлива, принимаем, что площадь испарения равна площади ограничения розлива (F_исп=S_обв).

Масса испарившейся жидкости, поступившей в помещение:

(11)

где Т_исп - время испарения, с.

Определяем плотность паров вещества при расчётной температуре по формуле:

(12)

где - молярный объем, м³/кмоль.

Определяем стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания по следующей формуле:

= n_c + (13)

где n_с, n_н, n_о, n_х - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле вещества.

Определяем стехиометрическую концентрацию паров вещества по формуле:

(14)

Избыточное давление взрыва определяем по формуле:

Р = (Р_max - Р_о)

(15)

где

P_max - максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; P₀ - атмосферное давление; Z - коэффициент участия горючего во взрыве; К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; V_СВ - свободный объем помещения, м³.

Вывод: помещение 1 относится к категории А, т.к. в нём хранится легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки менее 28 ^оС в таком количестве, что может образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.