Apatinė liepsnos plitimo koncentracijos riba. Degumo koncentracijos ribos Ženklai neturėtų trukdyti praeiti, praeiti

Lengviau užkirsti kelią gaisrui nei jį užgesinti. Šiuo principu grindžiama gaisrų prevencija, kai priemonės skirtos:

pašalinti uždegimo šaltinius, oksidatorius ir kt.;

užkirsti kelią gaisro galimybei (degias medžiagas keisti nedegiomis, mažinti medžiagų degumo laipsnį, dirbti saugiomis koncentracijomis, temperatūromis ir pan.);

užkirsti kelią gaisro plitimui, jei jis kyla įrangos viduje ir vamzdynais, pagal konstrukciniai elementai pastatai, tarp pastatų ir kt. (gaisro gesintuvai, uždarymo vožtuvai, rezervuarai, priešgaisrinės sienos, zonos, pylimai ir kt.);

saugi žmonių evakuacija gaisro atveju;

pirminės ir stacionarios gaisro gesinimo priemonės.

Užduotys ir darbo tvarka

Užduotis Nr.1. Liepsnos plitimo apatinės (n) ir viršutinės (c) koncentracijos ribų nustatymas.

Nustatykite degių dujų mišinio sprogimo ir gaisro pavojaus laipsnį (pagal mokytojo nurodymus) eksperimentinėje instaliacijoje pagal apatinės (n) ir (arba) viršutinės (v) liepsnos plitimo ribų vertę. Palyginkite gautus rezultatus su apskaičiuotais ir raskite nustatymo paklaidą. Nustatykite saugias koncentracijas. Pagal PUE nustatykite, kuriai klasei priklauso plotas aplink eksperimentinį įrenginį, kuriame yra sumontuotas balionas su tam tikru dujų mišiniu ir kuriai sprogimo ir gaisro pavojaus kategorijai priklauso patalpa, kurioje naudojamas šis mišinys: 1) kaip žaliava; 2) kaip kuras.

Darbo tvarka

• 1. Susipažinkite su eksperimentine sąranka ir darbų su ja atlikimo tvarka (žr. sąrankos aprašymą).
• 2. Atlikti pirminius liepsnos plitimo apatinės (viršutinės) koncentracijos ribų skaičiavimus, pirmiausia atskiroms medžiagoms [žr. lygtis (5.6) arba (5.115.13)], o paskui – dujų mišinio [žr. lygtis (5.15)], nurodyta kompozicijos specifikacijoje.
• 3. Pagal (5.16) formulę apskaičiuokite dujų mišinio tūrį, reikalingą apatinę (viršutinę) ribą atitinkančiai koncentracijai sukurti.
• 4. Įrenginio maišymo sistemoje paruoškite dujų ir oro mišinį, sumaišydami orą su apskaičiuotu dujų mišinio tūriu.
• 5. Supilkite dalį paruošto mišinio į sprogstamąja balioną ir padegkite kibirkštinio išlydžio pagalba.
• 6. Jei įvyksta sprogimas, nustatydami apatinę ribą (n) sumažinkite tūrį, o nustatydami viršutinę ribą (c), priešingai, padidinkite paimtų dujų tūrį 1 ml.
• 7. Pašalinkite degimo produktus iš maišymo sistemos ir įrenginio sprogdinimo cilindro ir pakartokite eksperimentą su mažesniu (didesniu) pasirinktų dujų kiekiu. Eksperimentas atliekamas tol, kol kito dujų tūrio sumažėjimo (padidėjimo) metu nėra sprogimo.
• 8. Apskaičiuokite liepsnos plitimo apatinių (viršutinių) ribų eksperimentinę vertę ir raskite paklaidą tarp apskaičiuotos ir eksperimentinės vertės. Paaiškinkite skirtumus tarp eksperimentinio ir apskaičiuota vertė.
• 9. Vertinant dujų mišinio su oru pavojingumo laipsnį, atsižvelgiama į tai, kad visi dujų ir oro mišiniai, kurių užsidegimo sritis ribojama apatinės ir viršutinės koncentracijos ribomis, yra pavojingi gaisrui ir sprogimui, tačiau mišiniai su n 10 tūrio. .% yra ypač sprogūs, o su n 10 tūrio% - sprogūs .
• 10. Nustatykite zonos klasę pagal PUE aplink cilindrą su nurodytos sudėties dujų mišiniu.
• 11. Pagrįskite patalpos, kurioje šis dujų mišinys naudojamas kaip: a) žaliava, kategoriją; b) kuro.
• 12. Eksperimento rezultatai gali būti pateikti 5.11 lentelės forma:

5.11 lentelė.

Užduotis Nr. 2. Pliūpsnio temperatūros ir užsidegimo nustatymas.

Įvertinkite skysčio sprogimo ir gaisro pavojaus laipsnį (pagal mokytojo nurodymus) pagal pliūpsnio ir užsidegimo temperatūrą. Palyginkite eksperimentiniu būdu nustatytas temperatūras su apskaičiuotomis ir etaloninėmis reikšmėmis, nustatykite paklaidas ir, esant neatitikimams, paaiškinkite skirtumus.

Nustatykite zonos klasę pagal PUE ir patalpos kategoriją pagal NPB105-95, kurioje naudojamas tiriamas skystis. Pasiūlykite aprūpinimo būdus priešgaisrinė sauga.

Darbo tvarka

• 1. Susipažinkite su uždaru (atviru) įrenginiu, kad nustatytumėte pliūpsnio temperatūrą (t uždegimas) ir uždegimo temperatūrą (t uždegimas).
• 2. Apskaičiuokite ir (arba) raskite tiriamo skysčio pliūpsnio temperatūrą žinyne.
• 3. Įrenginyje esantį tiglį 2/3 užpildykite tiriamuoju skysčiu, įstatykite reikiamo diapazono termometrą ir įjunkite šildymo įrenginį.
• 4. Uždekite ir sureguliuokite uždegimo dagtį naudodami spaustuką ant dujų žarnos iš dujų baliono.
• 5. 1015 o C prieš skaičiuojamąją vertę tvs. (arba paimta iš žinyno) kas 12 laipsnių, pakelkite uždegimo dagtį prie skysčio paviršiaus ir užrašykite temperatūrą, kurioje pirmą kartą užsiliepsnoja virš skysčio esantys garai. Tai bus eksperimentinis pliūpsnio taškas – tfsp e.
• 6. Tęskite skysčio kaitinimą ir uždegimo dagtį pakelkite į skysčio paviršių kas 12 kaitinimo laipsnių. Užrašykite temperatūrą, kurioje garai užsidegė ir degė mažiausiai 1530 s. Tai bus eksperimentinė užsidegimo temperatūra – t užsidegimo e.
• 7. Indą su degančiu skysčiu uždarykite dangteliu, jei atliekami įrenginio matavimai atviro tipo arba uždarykite prietaiso vožtuvą uždaro tipo kad degimas nustotų.
• 8. Palyginkite eksperimentinius rodiklius su skaičiuotiniais (referenciniais) ir paaiškinkite temperatūros reikšmių neatitikimus.
• 9. Pagal rastą temperatūrą nustatykite skysčio pavojingumo laipsnį. Pavojingiausi yra degūs skysčiai, tarp kurių yra skysčiai su t. 61 o C (ant uždaro tipo įrenginio) ir 66 o C (ant atviro tipo įrenginio). Visi degūs skysčiai yra pavojingi gaisrui ir sprogimui. Jei t aux. 61(66) o C – tai gaisro pavojus degus skystis(GJ).
• 10. Naudodami skirtumą tarp t užsidegimo - t uždegimo = t, nustatykite skysčio pavojingumą eksploatacijos metu, esant galimam uždegimo šaltinio buvimui. Kuo t mažesnė, tuo skystis pavojingesnis.
• 11. Nustatykite zonos klasę pagal PUE aplink įrangą, kurioje naudojamas tiriamas skystis.
• 12. Nustatyti patalpos kategoriją pagal NPB105-95, kurioje naudojama įranga su skysčiu.
• 13. Pasiūlyti priešgaisrinės saugos užtikrinimo būdus naudojant bandomąjį skystį.

Eksperimento rezultatai gali būti pateikti 5.12 lentelės forma.

5.12 lentelė

Užduotis Nr. 3. Savaiminio užsidegimo temperatūros nustatymas lašo metodu.

Įvertinkite skysčio gaisro ir sprogimo pavojaus laipsnį (kaip nurodė mokytojas) pagal savaiminio užsidegimo temperatūrą (tst). Palyginkite gautus rezultatus su apskaičiuotais ir pamatiniais duomenimis. Raskite klaidą ir paaiškinkite galimus t reikšmių neatitikimus.

Nustatyti sprogstamojo mišinio grupę ir sprogimui atsparios elektros įrangos temperatūros klasę. Raskite saugią tiriamo skysčio šildymo temperatūrą. Pasiūlykite priemones, užtikrinančias priešgaisrinę saugą dirbant su bandomuoju skysčiu.

Darbo tvarka

• 1. Susipažinkite su savaiminio užsidegimo temperatūros nustatymo kritimo metodu įrenginiu.
• 2. Pagal (5.21) formulę apskaičiuokite tiriamo skysčio tūrį, atitinkantį mišinio stechiometrinę sudėtį.
• 3. Apskaičiuokite ir (arba) paimkite iš žinyno tiriamo skysčio temperatūrą.
• 4. Įjunkite mufelinę krosnį, sureguliuokite potenciometrą, rodantį indo šildymo temperatūrą, ir patikrinkite, ar virš indo yra veidrodis.
• 5. Įkaitinkite indą iki 3040 o C temperatūros virš skaičiuojamosios (referencinės) tiriamo skysčio savaiminio užsidegimo temperatūros ir išjunkite krosnį.
• 6. 1015 o C prieš skaičiuojamąją (referencinę) t Šv. Temperatūrai nukritus kas 23 laipsnius, į indą įpilkite apskaičiuotą skysčio tūrį ir veidrodžiu fiksuokite skysčio garų užsidegimą.
• 7. Chronometru užfiksuokite laiką nuo skysčio įpylimo į indą iki skysčio garų užsiliepsnojimo. Šis laikas didėja, kai indas atvėsta.
• 8. Po kiekvieno eksperimento specialiu prietaisu pašalinkite degimo produktus iš indo.
• 9. Kartokite eksperimentus, kol įleisto skysčio garai užsidegs per 35 minutes.
• 10. Eksperimentine tiriamo skysčio savaiminio užsidegimo temperatūra laikoma temperatūra, kuriai esant Paskutinį kartą užfiksuotas į įrenginį patekusio skysčio garų užsidegimas.
• 11. Palyginkite gautą t st. e su apskaičiuotu (t st. p) ir etalonu (t st. sp), paaiškinkite pastebėtus neatitikimus ir nustatykite nustatymo paklaidą.
• 12. Skysčio pavojingumo laipsnis nustatomas radus t Šv. sprogstamojo mišinio grupė. Pavojingiausias bus T6 grupei priklausantis skystis, o mažiausiai pavojingas – T1 grupei priklausantis skystis. Sprogių mišinių grupės ir sprogimui atsparios elektros įrangos temperatūros klasės pateiktos literatūroje ir 5.1 skyriuje (5.1 ir 5.2 lentelės).
• 13. Raskite saugią skysčio kaitinimo temperatūrą, nustatytą pagal (5.2) formulę.
• 15. Eksperimento rezultatai gali būti pateikti lentelės pavidalu. 5.13.

5.13 lentelė.

4 užduotis. Saugaus eksperimentinio didžiausio klirenso (SECG) nustatymas.

Įvertinkite garo ir oro mišinio sprogimo ir gaisro pavojaus laipsnį (kaip nurodė mokytojas) pagal BEMZ vertę, nustatytą modelio įrengime. Palyginkite gautus rezultatus su apskaičiuotais ir (arba) pamatiniais ir paaiškinkite pastebėtus neatitikimus. Apskaičiuokite nustatymo paklaidą, palyginti su apskaičiuota verte. Pasiūlykite priešgaisrinės saugos priemones naudodami bandomąjį skystį.

Darbo tvarka

• 1. Susipažinkite su modelio montavimas pagal BEMZ apibrėžimą.
• 2. Pagal (5.20) formulę apskaičiuokite skysčio tūrį, reikalingą stechiometrinės sudėties garų ir oro mišiniui sukurti.
• 3. Apskaičiuokite BEMZ reikšmę pagal formulę (5.16) ir pagal skalę nustatykite šį įrenginio tarpą. Tarpo nustatymo tikslumas yra 0,05 mm.
• 4. Įjunkite įrenginį ir atidarykite apsauginį dangtelį.
• 5. Supilkite apskaičiuotą bandomojo skysčio tūrį į kairę ir dešinę kameras ir uždarykite angą, per kurią buvo įvestas skystis (sekimo popieriumi).
• 6. Uždarykite korpusą ir palaukite, kol įpurškiamas skystis išgaruos ir susidarys stechiometrinės sudėties garų-oro mišinys (laikas priklauso nuo skysčio lakumo ir nurodo mokytojas).
• 7. Spausdami mygtukus, esančius įrenginio priekiniame skydelyje, elektrine kibirkštimi uždegkite garo ir oro mišinį, pirmiausia kairėje, o paskui dešinėje.
• 8. Registruodami sprogimus abiejose kamerose, atkreipkite dėmesį, kad sprogimas neperkeliamas iš vienos kameros į kitą.
• 9. Po to nustatykite 0,05 mm didesnį tarpą nei ankstesnis.
• 10. Pašalinkite degimo produktus naudodami įrenginyje įmontuotą vėdinimo sistemą, paspausdami pedalą įrenginio priekiniame skydelyje. Pašalinimo užbaigtumas nustatomas pagal tai, kad iš angų, per kurias pašalinamas užterštas oras, nėra bandomojo skysčio kvapo.
• 11. Kartokite eksperimentus, keisdami tarpą, kol bus aptiktas sprogimas, kai kibirkštis tiekiama į vieną iš kamerų, ir neįvyksta sprogimas, kai kibirkštis tiekiama į kitą kamerą. Tai rodo, kad tarpas tarp kamerų yra didesnis nei BEMZ ir sprogus mišiniui vienoje kameroje, per šį tarpą kitoje kameroje vienu metu įvyksta sprogimas, todėl stebimas sprogimo perdavimas. Kaip eksperimentinę BEMZ vertę imkite tarpo vertę, kuriai esant paskutinį kartą buvo užfiksuotas sprogimo perdavimo iš vienos kameros į kitą nebuvimas.
• 12. Palyginkite gautą BEMZ reikšmę su apskaičiuota ir pamatine verte. Apskaičiuokite nustatymo paklaidą, palyginti su apskaičiuota (atskaitine) verte. Paaiškinkite galimus rodiklių neatitikimus.
• 13. Skysčio gaisro ir sprogimo pavojaus laipsnio įvertinimas pagal BEMZ reikšmę atliekamas surandant sprogstamojo mišinio kategoriją pagal PUE. Pavojingiausias bus IIC kategorijos mišinys, o mažiausiai pavojingas – IIA kategorija (žr. 5.3 lentelę).
• 14. Pasiūlyti priemones gaisrinei saugai užtikrinti dirbant su bandomuoju skysčiu.
• 15. Eksperimento rezultatai gali būti pateikti lentelės pavidalu. 5.14.

5.14 lentelė.

KONTROLINIAI KLAUSIMAI

• 1. Bendra informacija apie ugnį ir degimą. Degimo proceso mechanizmai.
• 2. Pagrindiniai medžiagų ir medžiagų gaisro ir sprogimo pavojaus rodikliai (pliūpsnio temperatūra – t ref., užsidegimo temperatūra-t atkūrimas , savaiminio užsidegimo temperatūra - t Šv. , apatinės (n) ir viršutinės (c) liepsnos plitimo koncentracijos ribos, saugus eksperimentinis didžiausias tarpas – BEMZ ir kt.).
• 3. Medžiagų ir medžiagų sprogumo ir gaisro pavojingumo laipsnio įvertinimas pagal t. , t atkūrimas , t Šv. , n, v, BEMZ ir kiti rodikliai.
• 4. Teritorijų aplink įrangą, kurioje naudojamos degios medžiagos, sprogimo ir gaisro pavojaus laipsnio įvertinimas.
• 5. Patalpų sprogimo ir gaisro pavojaus laipsnio įvertinimas pagal NPB 105-95.
• 6. Patalpų sprogimui ir gaisrui pavojingų kategorijų (A ir B kategorijos) priskyrimo tvarka.
• 7. Gaisrinės kategorijos (B1-B4) suteikimo ir laipsnio įvertinimo tvarka gaisro pavojus patalpose.
• 8. Priemonės, neleidžiančios kilti gaisrui (sumažinti medžiagų degumo laipsnį, naikinti oksidatorių ir uždegimo šaltinį).
• 9. Priemonės, užkertančios kelią gaisro plitimui, jei jis kiltų viduje technologinė įranga(gaisro gesintuvai, vožtuvai, membranos ir kt.).
• 10. Priemonės, apsaugančios nuo ugnies plitimo išilgai pastato konstrukcinių elementų ir nuo pastato sunaikinimo sprogimo metu (priešgaisrinės sienos, lubos, pylimai, lengvai atstatomos konstrukcijos ir kt.).
• 11. Priemonės, užtikrinančios žmonių evakuacijos saugą gaisro atveju.
• 12. Veikla, skirta gaisrui gesinti: specializuotos tarnybos, priešgaisrinės signalizacijos įranga, stacionari ir pirminė gaisro gesinimo įranga.

Apatinė (viršutinė) liepsnos plitimo koncentracijos riba yra mažiausia (maksimali) degalų koncentracija oksidatoriuje, kuri gali užsidegti nuo didelės energijos šaltinio, o vėliau degimas pasklis po visą mišinį.

Skaičiavimo formulės

Apatinė liepsnos plitimo koncentracijos riba φ n nustatoma pagal maksimalią degimo šilumą. Nustatyta, kad 1 m 3 įvairių dujų-oro mišinių NKPR degimo metu išskiria pastovų vidutinį šilumos kiekį – 1830 kJ, vadinamą galutine degimo šiluma. Vadinasi,

jei imsime vidutinę Q reikšmę, lygią 1830 kJ/m 3, tai φ n 6 bus lygi

(2.1.2)

Kur K n - mažesnė degiosios medžiagos degimo šiluma, kJ/m 3.

Apatinės ir viršutinės liepsnos CPR galima nustatyti naudojant apytikslę formulę

(2.1.3)

Kur n - stechiometrinis deguonies koeficientas cheminės reakcijos lygtyje; a ir b yra empirinės konstantos, kurių reikšmės pateiktos lentelėje. 2.1.1

2.1.1 lentelė.

Skystų ir kietų medžiagų garų liepsnos plitimo ribos gali būti apskaičiuotos, jei žinomos temperatūros ribos

(2.1.4)

Kur R Ne)- spaudimas sočiųjų garų medžiagos atitinkamoje temperatūroje

apatinė (viršutinė) liepsnos plitimo riba, Pa;

p O-aplinkos slėgis, Pa.

Sočiųjų garų slėgį galima nustatyti pagal Antoine'o lygtį arba iš lentelės. 13 paraiškų

(2.1.5)

Kur A, B, C- Antuano konstantos (priedo 7 lentelė);

t - temperatūra, 0 C, (temperatūros ribos)

Degiųjų dujų mišinių liepsnos plitimo koncentracijos riboms apskaičiuoti naudojama Le Chatelier taisyklė

(2.1.6)

Kur
apatinis (viršutinis) dujų mišinio liepsnos CPR, tūrio proc.;

- apatinė (viršutinė) liepsnos plitimo riba i-ro degiosios dujos, t.;

- degiųjų dujų molinė frakcija i-ro mišinyje.

Reikėtų nepamiršti, kad ∑μ i =1, t.y. dujų mišinio degių komponentų koncentracija laikoma 100 %.

Jei žinomos liepsnos plitimo koncentracijos ribos esant temperatūrai T 1, tai esant T 2 temperatūrai. jie apskaičiuojami pagal formules

, (2.1.7)

, (2.1.8)

Kur
,
- atitinkamai žemesnė liepsnos plitimo koncentracijos riba esant temperatūrai

T 2 . ir t 1 ;
Ir
- viršutinė liepsnos plitimo koncentracijos riba esant temperatūrai T 1 Ir T 2 ;

T G- mišinio degimo temperatūra.

Apytiksliai nustatant liepsnos LFL T G paimkite 1550 K, nustatant liepsnos VKPR -1100K.

Dujų ir oro mišinį skiedžiant inertinėmis dujomis (N 2 , CO 2 H 2 O garais ir kt.), užsidegimo sritis susiaurėja: mažėja viršutinė riba, o apatinė didėja. Inertinių dujų (flegmatizuojančios medžiagos) koncentracija, kuriai esant užsidaro apatinė ir viršutinė liepsnos plitimo ribos, vadinama mažiausia flegmatizuojančia koncentracija. φ f . Deguonies kiekis Tokia sistema vadinama minimalaus sprogstamojo deguonies kiekio MVSC. Tam tikras deguonies kiekis, esantis žemiau MVSC, vadinamas saugiu
.

Šių parametrų apskaičiavimas atliekamas pagal formules

(2.1.9)

(2.1.10)

(2.1.11)

Kur
- standartinė kuro susidarymo šiluma, J/mol;

, ,- konstantos priklausomai nuo cheminio elemento tipo kuro molekulėje ir flegmatizatoriaus tipo, lentelė. 14 paraiškų;

- i-ojo elemento (struktūrinės grupės) atomų skaičius kuro molekulėje.

1 pavyzdys. Naudodami maksimalią degimo šilumą, nustatykite apatinę butano užsiliepsnojimo ore koncentracijos ribą.

Sprendimas. Skaičiavimas naudojant formulę (2.1.1) lentelėje. 15 priede randame mažiausią medžiagos degimo šilumą 2882,3 kJ/mol. Šią reikšmę reikia konvertuoti į kitas matmuo – kJ/m 3:

kJ/m3

Naudodami (2.1.1) formulę nustatome apatinę liepsnos sklidimo koncentracijos ribą (LCFL)

Pagal lentelę 13 Priedas nustatome, kad eksperimentinė vertė
– 1,9 proc. Taigi santykinė skaičiavimo paklaida buvo

.

2 pavyzdys. Nustatykite etileno liepsnos plitimo ore koncentracijos ribas.

Mes apskaičiuojame liepsnos CPR pagal apytikslę formulę. Nustatykite deguonies stechiometrinio koeficiento reikšmę

C 3 H 4 + 3 O 2 = 2 CO 2 + 2 H 2 O

Taigi, n = 3, tada

Nustatykime santykinę skaičiavimo paklaidą. Pagal lentelę 13 priedų eksperimentinės ribų vertės yra 3,0-32,0:

Vadinasi, skaičiuojant etileno LEL, rezultatas pervertinamas 8 proc., o skaičiuojant LEL – 40 proc.

3 pavyzdys. Nustatykime sočiųjų metanolio garų liepsnos sklidimo ore koncentracijos ribas, jei žinoma, kad jo temperatūros ribos yra 280 - 312 K. Atmosferos slėgis normalus.

Norint apskaičiuoti pagal (2.1.4) formulę, būtina nustatyti sočiųjų garų slėgį, atitinkantį apatinę (7 °C) ir viršutinę (39 °C) liepsnos plitimo ribas.

Naudodami Antuano lygtį (2.1.5), randame sočiųjų garų slėgį, naudodami priedo 7 lentelės duomenis.

Р Н =45,7 mmHg = 45,7 · 133,2 = 6092,8 Pa

Р Н =250 mmHg=250·133,2=33300 Pa

Naudodami (2.1.3) formulę nustatome NKPR

4 pavyzdys. Nustatykite liepsnos plitimo koncentracijos ribas dujų mišinyje, kurį sudaro 40 % propano, 50 % butano ir 10 % propileno.

Norint apskaičiuoti dujų mišinio liepsnos koeficientą taikant Le Chatelier taisyklę (2.1.6), būtina nustatyti atskirų degiųjų medžiagų liepsnos koeficientą, kurio skaičiavimo metodai aptarti aukščiau.

C3H8 -2,1÷9,5%; C3H6 -2,2÷10,3%; C 4 H 10 -1,9÷9,1 %

5 pavyzdys. Koks yra mažiausias dietilo eterio kiekis, kg, galintis sukurti sprogią koncentraciją išgaruojant 350 m3 talpos inde.

Koncentracija bus sprogi, jei φ n =φ psl kur ( φ psl- degios medžiagos garų koncentracija). Skaičiuojant (žr. šio skyriaus 1-3 pavyzdžius) arba pagal lentelę. 5 paraiškoje randame dietilo eterio liepsnos LCPR. Jis lygus 1,7 proc.

Nustatykime dietileterio garų tūrį, reikalingą šiai koncentracijai sukurti 350 m3 tūryje

m 3

Taigi, norint sukurti 350 m 3 tūrio dietilo eterio LCPR, reikia įpilti 5,95 m 3 jo garų. Atsižvelgiant į tai, kad 1 kmol (74 kg) garų, redukuotų iki normalių sąlygų, užima tūrį, lygų 22,4 m 1, randame dietilo eterio kiekį.

kilogramas

Pavyzdys 6. Nustatykite, ar galimas sprogimo koncentracijos susidarymas 50 m3 tūryje išgaravus 1 kg heksano, jei aplinkos temperatūra yra 300 K.

Akivaizdu, kad garų ir oro mišinys bus sprogus, jei φ n ≤φ psl ≤φ V- 300 K temperatūroje rasime heksano garų tūrį, susidarantį išgaravus 5 kg medžiagos, atsižvelgiant į tai, kad išgaravus 1 kmol (86 kg) heksano 273 K temperatūroje, garų fazės tūris. bus lygus 22,4 m 3

m 3

Heksano garų koncentracija in kambarys, kurio tūris yra 50m 3, todėl bus lygus

Nustačius heksano liepsnos plitimo ore koncentracijos ribas (1,2-7,5%), naudojant lenteles ar skaičiavimus, nustatoma, kad susidaręs mišinys yra sprogus.

7 pavyzdys. Nustatykite, ar virš rezervuaro, kuriame yra 60 % dietilo eterio (DE) ir 40 % etilo alkoholio (EA), paviršiaus, esant 245 K temperatūrai, susidaro sprogi sočiųjų garų koncentracija?

Garų koncentracija bus sprogi, jei φ cm n ≤φ cm np ≤φ cm V (φ cm np- skysčių mišinio sočiųjų garų koncentracija).

Akivaizdu, kad dėl skirtingo medžiagų lakumo dujų fazės sudėtis skirsis nuo kondensuotos fazės sudėties. Remdamiesi žinoma skystosios fazės sudėtimi, mes nustatome komponentų kiekį dujų fazėje, taikydami Raoult dėsnį idealiems skysčių tirpalams.

1. Nustatykite skystosios fazės molinę sudėtį

,

Kur
- i-osios medžiagos molinė dalis;

- i-osios medžiagos masės dalis;

- i-osios medžiagos molekulinė masė; ( M DE =74, M ES =46)

2. Pagal (2.1.5) lygtį, naudojant priedo 12 lentelės reikšmes. Raskite sočiojo eterio ir etilo alkoholio slėgį 19°C (245 K) temperatūroje.

R DE=70,39 mmHg=382,6 Pa

R ES=2,87 mmHg=382,6 Pa

3. Pagal Raulo dėsnį virš mišinio esančio i-ojo skysčio sočiųjų garų dalinis slėgis lygus sočiųjų garų slėgio virš gryno skysčio ir jo molinės dalies skystoje fazėje sandaugai, t.y.

R DE (garas) =9384,4·0,479=4495,1 Pa;

R ES (steam)=382,6·0,521=199,3 Pa.

4. Paėmę dietilo eterio ir etilo alkoholio sočiųjų garų dalinių slėgių sumą, lygią 100%, nustatome

a) garų koncentracija ore

b) dujinės fazės molinė sudėtis (Raoult-Duartier dėsnis)

5. Skaičiavimu arba iš pamatinių duomenų (priedo 16 lentelė) nustačius atskirų medžiagų liepsnos koeficientą (dietilo eteris 1,7÷59%, etilo alkoholis 3,6÷19%). Naudodami Le Chagelier taisyklę apskaičiuojame garų fazės liepsnos CPR

6. Palyginus 4a punkte gautą garo ir oro mišinio koncentraciją su liepsnos plitimo koncentracijos ribomis (1,7-46,1 %), darome išvadą, kad esant 245 K temperatūrai virš šios skystos fazės ore susidaro sprogi sočiųjų garų koncentracija. .

Iš priede esančios 15 lentelės randame acetono susidarymo šilumą 248,1·10 3 J/mol. Iš cheminė formulė acetonas (C3H 6 O) iš to seka, kad T Su = 3, T n = 6, T O = 1. Iš lentelės parenkamos likusių parametrų reikšmės, reikalingos skaičiavimui pagal (2.8) formulę. 11 anglies dioksidui

Vadinasi, kai deguonies koncentracija keturių komponentų sistemoje, susidedančioje iš acetono, anglies dioksido, azoto ir deguonies garų, sumažėja iki 8,6%, mišinys tampa atsparus sprogimui. Esant deguonies kiekiui, lygiam 10,7% šis mišinys bus itin sprogus. Remiantis informaciniais duomenimis (žinynas "Chemijos pramonėje naudojamų medžiagų ir medžiagų gaisro pavojus." - M, Khimiya, 1979), acetono ir oro mišinio MVSC, praskiesto anglies dioksidu, yra 14,9%. Nustatykime santykinę skaičiavimo paklaidą

Taigi, MVSC skaičiavimo rezultatai yra neįvertinti 28 proc.

Savarankiško darbo užduotis

Šiuo metu galioja NKPR reglamentuojantis teisės aktas:

2012 m. gruodžio 26 d. Rostekhnadzor įsakymas N 777 „Dėl patvirtinimo Vadovai dėl naftos saugyklų ir naftos produktų sandėlių saugos“

DVK – priešsproginės koncentracijos signalizacijos jutikliai

LKPR – apatinė liepsnos plitimo koncentracijos riba

10.26. Tankų parkai naftos ir lengvųjų naftos produktų sandėliuose įrengtos vidaus degimo kameros,

suveikia, kai naftos produktų garų koncentracija pasiekia 20 % LFL.

DVK signalizacijos prietaisų jutiklių skaičius ir išdėstymo tvarka nustatytas projekto dokumentacija,

priklausomai nuo laikomų produktų rūšies, jų laikymo sąlygų, atskirų taros tūrio

cisternos ir jų išdėstymo sandėlyje (parke) tvarka.

(parkai) su viduje 1,0 - 1,5 m aukštyje nuo žemės paviršiaus planavimo žymos.

10.28. Atstumas tarp aliarmo jutiklių pasirenkamas mažesniu nei 2 veikimo spinduliais

jutiklis Kai yra gretimos konteinerių ir cisternų grupės arba atskiros cisternos

nuosavas pylimas (tvora) signalizacijos jutiklių įrengimas palei gretimą (bendras dviem

grupės) pylimas (tvora) nereikalingas.

sandėlis (parkas), esantis už pylimo. Signalizacijos jutiklių skaičius

parenkamas atsižvelgiant į mazgo užimamą plotą, atsižvelgiant į leistiną atstumą tarp

jutikliai ne daugiau kaip 20 m, bet ne mažiau kaip du jutikliai. Rekomenduojami NKPR signalizacijos jutikliai

esantis priešais sklypo perimetrą 0,5 - 1,0 m aukštyje nuo planavimo žymos

.

Įvedamas naujas teisinis reguliavimas:

2016 m. lapkričio 7 d. Rostechnadzor įsakymas N 461 „Dėl federalinio patvirtinimo taisyklės ir nuostatos srityje pramoninė sauga„Naftos ir naftos produktų sandėlių pramonės saugos taisyklės“

Dokumento rengimo pradžia -03.06.2017 .

2.2.27. Ant iškrovimo geležinkelio stelažų, skirtų naftos ir lengvųjų naftos produktų iškrovimui ir iškrovimui, pagal pramonės saugos srities norminių teisės aktų reikalavimus turi būti įrengti dujų jutikliai.

Išleidimas ir užpildymas turi automatiškai sustoti, kai oro dujų koncentracija pasiekia daugiau kaip 50 % tūrio apatinės liepsnos plitimo koncentracijos ribos (toliau – NCPRP ).

Dujų jutiklių montavimas pagrįstas projektinėje dokumentacijoje pagal techninės charakteristikos prietaisus, nurodytus gamintojo pasuose.

2.3.15. Jeigu naftos produktų garų koncentracija iškrovimo stočių ir iškrovimo punktų aikštelėse viršija daugiau kaip 20 % NCPRP tūrio, turi būti įrengti blokatoriai iškrovimo ir pakrovimo operacijoms sustabdyti bei signalizacija, pranešanti apie automobilio variklių užvedimą. draudžiama.

2.8.15. Siurblinių patalpose turi būti įrengtos automatinės dujų užterštumo kontrolės priemonės pagal NCPRP su signalu (šviesa ir garsu) prie įėjimo į siurblinę ir į valdymo kambarį, kai degiųjų dujų ir naftos produktų koncentracija. garai pasiekia 20 % NCPRP tūrio.

Atstumas nuo dujų jutiklio iki tolimiausio galimo nuotėkio taško siurblių grupėje neturi viršyti 4 m (horizontaliai). Siurbimo patalpoje turi būti sumontuoti bent du dujų jutikliai.

Dujų jutiklių įrengimo vietos ir skaičius nustatomas projektinėje dokumentacijoje.

Įtraukimas avarinė ventiliacija atliekami, kai degios dujos ir naftos produktų garai pasiekia 50 % NCPRP tūrio.

3.5.8. Dėl vėdinimo sistemos turėtų pateikti:

automatinis avarinio vėdinimo įjungimas, kai degių dujų ir naftos produktų garų koncentracija patalpoje pasiekia 50 % NCPRP tūrio;

3.6.3. Pramoninės kanalizacijos siurblinėse, užkastose daugiau kaip 0,5 m, turi būti įrengti dujų jutikliai su signalo išėjimu į valdymo pulto pultą. Užteršimo dujomis atveju siurblinė 50% NCPRP avarinės ventiliacijos tūrio turi būti įjungta.

3.1.10. Visos matavimo priemonės turi būti tikrinamos.

Deflagracijos degimo teorija neriboja galimybės sumažinti degimo plitimo greitį. Tačiau patirtis rodo, kad degimo plitimo greitis negali būti mažesnis už tam tikrą kritinę vertę. Liepsnos plitimas kuro ir oksidatoriaus mišiniuose galimas tik tam tikrame jų koncentracijos diapazone. Kai uždegamas mišinys, kurio sudėtis yra už šių ribų, nuolatinis degimas nevyksta.

Degiųjų mišinių atveju išskiriamos apatinės ir viršutinės liepsnos plitimo koncentracijos ribos.

Apatinė koncentracijos riba liepsnos plitimas (NKPRP) – mažiausia degios medžiagos koncentracija mišinyje su oru, kuriai esant jau galimas nuolatinis, neslopinamas degimo plitimas.

Viršutinė koncentracijos riba liepsnos plitimas (FKPRP) – didžiausia degios medžiagos koncentracija mišinyje su oru, kuriai esant dar galimas nuolatinis, neslopinamas degimo plitimas.

Liepsnos plitimo koncentracijos ribos (CPLP) yra viena iš svarbiausios savybės degių dujų ir garų sprogimo pavojus. Degios medžiagos koncentracijos sritis, esanti tarp apatinės ir viršutinės CPRP, pasižymi galimybe užsidegti ir stabiliai degti mišiniui ir yra vadinama sprogios koncentracijos sritimi. Jei degios medžiagos koncentracija viršija ribines koncentracijos ribas, degus mišinys tampa atsparus sprogimui. Taigi, jei degios medžiagos koncentracija yra mažesnė už žemesnę CPRP, tada degimas iš viso neįmanomas. Jeigu degios medžiagos koncentracija didesnė už VKPRP, tai difuzinis tokio dujų mišinio degimas galimas jam išbėgus į aplinkinę erdvę ir esant užsidegimo šaltiniui.

Maksimalus greitis liepsnos fronto reakcija ir sklidimas stebimas esant stechiometriniam komponentų santykiui (kuro koncentracija lygi stechiometriniam φ gv = φ smk). Nukrypstant nuo stechiometrinio santykio, degimo greitis, taigi ir šilumos išsiskyrimo greitis, sumažės. Taigi, esant φ gv< φстм скорость тепловыделения уменьшается в результате нехватки горючего, и нагревании излишка окислителя, что приводит к дополнительным тепловым потерям. При φ гв >φ smk šilumos gamybos sumažėjimas atsiranda dėl oksidatoriaus trūkumo ir kuro pertekliaus šildymo išlaidų, kurios nedalyvauja cheminė reakcija. Taigi garų ir dujų mišiniams galima išskirti ir mažiausią (mažesnę) φn, ir didžiausią (viršutinę) φn kuro koncentraciją, kuriai esant susidaro kritinės liepsnos fronto plitimo sąlygos.

Atsižvelgiant į tai, kad liepsnos plitimo koncentracijos ribos gali keistis keičiantis išorinės sąlygos, siekiant užtikrinti priešgaisrinę saugą dirbant su degiomis medžiagomis, nustatomos ne tik ribinės koncentracijos, bet ir saugios koncentracijos φ nb ir φ wb, kurių žemiau ar viršijant garantuojama, kad mišinys neužsidega. Saugią koncentraciją galima apskaičiuoti naudojant formules:

φnb< 0,9(φн – 0,21), %

φvb ≥ 1,1 (φv + 0,42), %

kur φ n, φ in - NCPRP ir VKPRP, %;

Galimos kuro koncentracijos sričių išsidėstymas parodytas paveikslėlyje.

Keičiantis išorinėms sąlygoms, liepsnos plitimo koncentracijos ribos gali labai skirtis. CPRP pokyčiai paaiškinami šilumos išsiskyrimo ir šilumos perdavimo sistemoje pusiausvyros požiūriu. Visi veiksniai, kurių pasikeitimas padidins šilumos išsiskyrimą, padidins CPRP (sumažins apatinį CPRP ir padidins viršutinį CPRP). Veiksniai, didinantys šilumos perdavimą, susiaurins CPRP (padidins apatinį CPRP ir sumažins viršutinį CPRP). Didžiausią įtaką CPRP daro:

· oksiduojančios medžiagos koncentracija oksiduojančioje aplinkoje (deguonies kiekis ore);

· inertinių dujų koncentracija (flegmatizatoriai);

mišinio temperatūra ir slėgis;

· uždegimo šaltinio galia;

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR SĄVOKOS.

MPC (didžiausia leistina koncentracija) kenksmingų medžiagų darbo zonos ore yra koncentracijos, kurios, esant kasdienis darbas per 8 valandas per visą darbo laiką negali sukelti darbuotojui ligų ar sveikatos sutrikimų, kuriuos būtų galima nustatyti šiuolaikiniais tyrimo metodais tiesiogiai darbo metu ar vėliau. Be to, didžiausia leistina kenksmingų medžiagų koncentracija neturėtų neigiamai paveikti vėlesnių kartų sveikatos būklės. Matuojama mg/kub.m

Kai kurių medžiagų MPC (mg/kub.m):

Naftos angliavandeniliai, žibalas, dyzelinis kuras - 300

Benzinas - 100

Metanas - 300

Etanolis - 1000

Metilo alkoholis - 5

Anglies monoksidas - 20

Amoniakas ( amoniako) - 20

Vandenilio sulfidas gryna forma - 10

Vandenilio sulfidas, sumaišytas su naftos angliavandeniliais - 3

Gyvsidabris - 0,01

benzenas - 5

NKPR – apatinė liepsnos plitimo koncentracijos riba. Tai mažiausia degiųjų dujų ir garų koncentracija, kuriai esant galimas sprogimas, veikiamas uždegimo impulso. Matuojama %V.

Kai kurių medžiagų LEL (% V):

Metanas - 5,28

Naftos angliavandeniliai - 1.2

Benzinas - 0,7

Žibalas - 1,4

Vandenilio sulfidas - 4.3

Anglies monoksidas - 12,5

Gyvsidabris - 2,5

Amoniakas - 15,5

Metilo alkoholis - 6,7

VKPR – viršutinė liepsnos plitimo koncentracijos riba. Tai didžiausia degių dujų ir garų koncentracija, kuriai esant užsidegimo impulsui vis dar galimas sprogimas. Matuojama %V.

Kai kurių medžiagų VKPR (% V):

Metanas - 15,4

Naftos angliavandeniliai - 15,4

Benzinas - 5,16

Žibalas - 7,5

Vandenilio sulfidas - 45,5

Anglies monoksidas - 74

Merkurijus - 80

Amoniakas - 28

Metilo alkoholis - 34,7

DVK – priešsprogminė koncentracija, apibrėžiama kaip 20 % LEL. (šiuo metu sprogimas neįmanomas)

PELV – itin sprogi koncentracija, apibrėžiama kaip 5 % LEL. (šiuo metu sprogimas neįmanomas)

Santykinis tankis ore (d) rodo, kiek kartų tam tikros medžiagos garai yra sunkesni arba lengvesni už oro garus normaliomis sąlygomis. Reikšmė santykinė – matavimo vienetų nėra.

Kai kurių medžiagų santykinis tankis ore:

Metanas - 0,554

Naftos angliavandeniliai - 2,5

Benzinas - 3,27

Žibalas - 4,2

Vandenilio sulfidas - 1,19

Anglies monoksidas - 0,97

Amoniakas - 0,59

Metilo alkoholis - 1,11

Dujoms pavojingos vietos – tokias vietas, kurių ore yra arba gali staiga atsirasti toksiškų garų, kurių koncentracija viršija didžiausią leistiną koncentraciją.

Dujoms pavojingos zonos skirstomos į tris pagrindines grupes.

ašgrupė – vietose, kur deguonies kiekis mažesnis nei 18 % V, o nuodingų dujų ir garų kiekis didesnis kaip 2 % V. Tokiu atveju darbus atlieka tik dujininkai gelbėtojai, izoliuojančiuose aparatuose arba jiems prižiūrint pagal specialius reikalavimus. dokumentus.

IIgrupė– vietos, kur deguonies kiekis yra mažesnis nei 18-20 proc.Galima aptikti V ir nesprogias dujų ir garų koncentracijas. Šiuo atveju darbai atliekami pagal darbo leidimus, neįskaitant kibirkščių susidarymo, tinkamose apsaugos priemonėse, prižiūrint dujų gelbėjimo ir priešgaisrinei priežiūrai. Prieš atliekant darbus, atliekama dujų-oro aplinkos (KV) analizė.

IIIgrupė– vietose, kur deguonies kiekis yra nuo 19% V, o kenksmingų garų ir dujų koncentracija gali viršyti didžiausią leistiną koncentraciją. Šiuo atveju darbai atliekami su dujokaukėmis arba be jų, tačiau dujokaukės darbo vietoje turi būti geros būklės. Šios grupės vietose būtina atlikti karšto vandens tiekimo analizę pagal grafiką ir atrankos žemėlapį.

Dujoms pavojingi darbai – visi tie darbai, kurie atliekami dujomis užterštoje aplinkoje, arba darbai, kurių metu dujos gali išeiti iš dujotiekių, jungiamųjų detalių, mazgų ir kitų įrenginių. Dujoms pavojingiems darbams priskiriami ir darbai, atliekami uždaroje erdvėje, kai deguonies kiekis ore yra mažesnis nei 20 % V. Atliekant dujas pavojingus darbus, naudoti atvira ugnis, taip pat būtina pašalinti kibirkštis.

Pavojingų darbų, susijusių su dujomis, pavyzdžiai:

Darbus, susijusius su proceso įrangos ir ryšių apžiūra, valymu, remontu, slėgio mažinimu;

U šalinti užsikimšimus, sumontuoti ir nuimti kamščius esamuose dujotiekiuose, taip pat atjungti mazgus, įrangą ir atskirus komponentus nuo dujotiekių;

Šulinių, vandens ir kondensato iš dujotiekių bei kondensato rinktuvų remontas ir patikra;

Pasirengimas SND bakų ir balionų techninei apžiūrai ir jos vykdymas;

Atverkite dirvą dujų nuotėkio vietose, kol jie bus pašalinti.

Karšti darbai – gamybos operacijos, apimančios atvirą ugnį, kibirkštis ir kaitinimą iki temperatūros, kuri gali sukelti medžiagų ir konstrukcijų užsidegimą.

Karštų darbų pavyzdžiai:

Suvirinimas elektra, suvirinimas dujomis;

Pjovimas elektra, dujinis pjovimas;

Sprogstamųjų technologijų taikymas;

Litavimo darbai;

Mokomasis valymas;

Mechaninis metalo apdirbimas išskiriant kibirkštis;

Atšilimas bitumas, dervos.