+7 (812) 755-81-49 +7 (812) 946-37-01 |
|
Главная Расчет показателей пожаровзрывоопасности 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 Сз = 53-8+ 23-8+ 14-0+ 110-10 = 1708; G4 =(0,83-8+ 0,33-8+0,24-О+ 1,8-10)-10 =2,7-10; С5 = 8,5 • (7,6 • 8 +19,2 .8 - 4,3 О - 4,3 • 0)/10 + 255 = 439 ; Сб = 8,5.10-3 . 42. юЗ . 104/10 = 3713; С7 = 2000+ 24,4 50 • (3713- 439)/(l,04 • 170 - 2,7 10Vl716= 2472. Отсюда в соответствии с формулой (65) получим: Ршах = 0,34 • 2665 1,04 -101,3 = 841 кПа. По формуле (64) получим искомый результат: Рах =0,7-841 = 589 кПа. Относительная ошибка расчета составила 3,4 %. Рекомендуемое для расчетов взрывозащиты технологического оборудования значения показателя Р; составляет Ртах = Рш« = 841 кПа. 3.4. Метод расчета максимальной скорости нарастания давления взрыва Максимальная скорость нарастания давления при взрыве пылевоздушных смесей определяется по формуле = Р„ (68) где {dP/dx) - максимальная скорость нарастания давления взрыва (в условиях стандартных испытаний), кПа/с; Р„ - расчетное значение максимального давления взрыва аэровзвеси, кПа; Зд- максимальная эффективная скорость распространения пламени по аэровзвеси в условиях стандартных испытаний, м/с; L - характерный размер взрывного сосуда, м. В условиях стандартных испытаний L = 0,4 м. Относительная средняя квадратическая пофешность расчета по формуле (68) для зерновых и комбикормовых пылей минимальна при величине =6,67 м/с и составляет 80 %. Поскольку скорость распространения пламени по аэровзвеси существенно зависит от степени турбулентности последней, то в качестве надежного значения скорости распространения пламени по аэровзвесям зерновых и комбикормовых пьшей следует рекомендовать величину S„=15 м/с. Эта же величина может бьггь использована при отсутствии сведений о физико-химических свойствах пьши этого класса. Для органических химических и биохимических реактивов, если нет сведений о величине скорости распространения пламени по аэровзвеси, в условиях стандартных испытаний допускается полагать 8=30 м/с. Пример 1. Рассчитать величину {dVldx) для шрота подсолнечного (ГОСТ 11246). Расчетная величина Рп,=632 кПа (см. пример 1 в п. 3.3). Экспериментальное значение показателя составляет 9,4 МПа/с. В соответствии с формулой (68) для Sn= 6,67 м/с полу- чим: = 632 • = 10,5 • 103 кПа/с =10,5 МПа/с. Относительная ошибка расчета составляет 12 %. Рекомендуемое для расчетов систем взрывозащиты значения показателя (dP/dT) составляет (при S„=15 м/с) = 632.ii = 23,7 МПа/с. Пример 2. Рассчитать величину (dP/dT)j„; для полистирола. Расчетная величина Рщах 589 кПа. Экспериментальное значение показателя составляет 40 МПа/с. В соответствии с формулой (68) получаем искомое значение показателя (при =30 м/с) = 589--= 44,2 МПа/с. 0,4 Относительная ошибка расчета составляет 10 %. 3.5. Метод расчета минимального взрывоонасйоко содержания кислорода Расчет минимального взрывоопасного содержания кислорода в пылевоздушной смеси при разбавлении ее азотом производится по формуле МВСК=- + С2, (69) где МВСК - минимальное взрывоопасное содержание кислорода, % (об.); Ci, С2 - параметры. Величина Cj вычисляется по формуле Ci = (- АН°г • 10- • М - 55,8тс - 21,8тн - 8,8т)/(35 (З), (70) где М - молекулярная масса, рассчитываемая по формуле (61); (3 - стехиометрический коэффициент кислорода рассчитываемый по формуле (66). Величина коэффициента С2 для различных классов веществ меняется и находится экспериментально. Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (69) для комбикормовых и зерновых пылей минимальна при С2 = 3,6 и составляет 12 %. При отсутствии необходимых для расчета по формуле (69) сведений о веществе допускается полагать значение показателя МВСК равным 8 % - для зерновых и комбикормовых пьшей и 6 % - для химических и биохимических реактивов. Пример 1. Рассчитать величину МВСК шрота подсолнечного (ГОСТ 11246). Экспериментальное значение показателя - 11,3 % (об.). Исходные данные для расчета; тс=3,5; =6,5; то =2,8; =0,44; (-АН°г)=18,4103 кДж/кг. Используя формулы (61), (66), (70), вычисляем: М = 12 3,5 + 6,5 +16 2,8 +14 • 0,44 = 99,5; (3 = 3,5 + 6,5/4-2,8/2 = 3,73; Q = (l 84 • 1(У 10" 99,5 - 5Д8 3,5 - 21,8 6,5 - 8,8 0,44)/(3,5 3,73) = 11,4. По формуле (69) получаем: МВСК= +3,6 = 11,7 % (об.). 1 +11,4 (71) Относительная ошибка расчета составляет 4,0 %. Рекомендуемое значение показателя составляет 8,1 % (об.). Пример 2. Рассчитать МВСК в аэровзвеси параформаль-дегида. Экспериментальное значение показателя составляет 5,5 % (об.). Поскольку отсутствуют сведения о величине коэффициента С2 для класса вещества, к которому относится парафор-мальдегид, полагаем МВСК = 6 % (об.). Относительная ошибка расчета составляет 9 %. 3.6. Метод расчета минимальной энергии зажигания Минимальная энергия зажигания аэровзвеси W вычисляется по формуле W = Kw 10-[(9,4 • M/(3)(teB - 20) + + (-23+0,97t,3-4,5-l(rt23)-ltf]p, , где W - минимальная энергия зажигания, мДж; К - молекулярная масса горючего вещества; р - стехиометрический коэффициент кислорода; t. - температура самовоспламенения вещества, °С. При отсутствии сведений о величине 1 допускается полагать 1- 400 °С; 1- величина критического зазора, мм. При отсутствии экспериментальных сведений о величине 1к допускается полагать 1= 3,5 мм. Относительная средняя квадратическая пофешность расчета по формуле (71) для зерновых и комбикормовых пьшей составляет 5 % при К =5,1. Для увеличения надежности результата рекомендуется использовать коэффициент Kw=l,7. При отсутствии возможности использовать формулу (71) для расчета показателя допускается полагать значение минимальной энергии зажигания равным 3 мДж - для зерновых и комбикормовых пылей и 1 мДж - для химических и биохимических реактивов. Пример 1. Рассчитать величину W для шрота подсолнечного (ГОСТ 11246). Экспериментальное значение показателя составляет 8,9 мДж. Исходные данные для расчета: М = 99,5; р = 3,73; t. = 440; 1к=3,5.. По формуле (71) получаем: W = 5,M0- 9,4 III-(400 - 20) + (- 23 + 0,97 400- 4,5 • 10 • 400)-10]. 3,5 = 8,5 мДж. Относительная ошибка расчета составила 4,5 %. Рекомендуемое значение показателя: W = 1,7 • 10- [9,4 • (400 - 20) + L J,/ J + (- 23 + 0,97.400 - 4,5 Ю""* • АОО)-Ю]- 3,5 = 2,8 мДж. Пример 2. Рассчитать значение минимальной энергии зажигания для аэровзвеси полистирола. Экспериментальное значение показателя 5 мДж. Поскольку оптимальная величина Kw для класса веществ, к которому относится полистирол, не известна, принимаем W = 1 мДж. 3.7. Метод расчета условий теплового самовозгорания по результатам экспериментальных исследоваций Необходимые для расчета данные: кинетические характеристики реакции горения изучаемьгх; продуктов, полученные по результатам экспериментальных исследований условий теплового самовозгорания изучаемых продуктов. Рассчитываются параметры уравнений (характеризующих возможность возгорания продукта) для формы и размеров скопления вещества, встречающегося на практике, а также значение критической температуры Тр для реальных скоплений материала. Температура окружающей среды, превышающая значения Тр, приведет к самовозгоранию вьщерживаемого при ней скопления вещества. Для выполнения расчетов используются следующие теоретические зависимости. Кинетические параметры реакции горения связаны с параметром Франк-Каменецкого 5 соотношением 3 Qpko Е где Е - энергия активации, Дж/(моль • К); Q - тепловой эффект реакции, Дж/кг; R = 8,314 - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль • К); То - температура окружающей среды, К; ко - константа скорости реакции горения исследуемого вещества; X - теплопроводность реагирующего материала, Дж/(мс • К); г - характеристический размер контейнера для сыпучего материала, равный половине наименьшего размера тарного объема, м; р - плотность дисперсного материала, кг/м. Для определения условий теплового самовозгорания исследуемого вещества необходимо рассчитать критическое значение параметра Франк-Каменецкого, определяющего условия хранения, или транспортирования продукта. Величина этого параметра описывается функциональной зависимостью 5=5оф(В1)(1 + 2,4у2/з)(1 + р), (73) где 5о - критическое значение параметра б при Bi = 00, зависящее от формы образца; :0 параметр, определяющий выгорание вещества; (74) (75) Bi = ат/Х - параметр Био; а - коэффициент теплоотдачи, ДжДм с • К); Р = RTo/E - параметр, характеризующий качество взрыва; (76) с - теплоемкость, Дж/(кг • К). Функция ф(В1) = {.14 - Hi] ехр.-- (77) 2 v / Bi определяет зависимость критического параметра Франк-Каменецкого от условий теплообмена сыпучего материала с окружающей средой. Значение Ткр вычисляется при подстановке в уравнение (72) рассчитанной величины Зр, определенных кинетических |
© 2007 RCSZ-TCC
Телеком оборудование Поддержка сайта: rcsz-tcc.ru@r01-service.ru +7(495)795-01-39, номер 607919 |