 |
Распространения пламени (воспламенения)
|
|
|
|
ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
1.1. Целевая установка. Изучить методы определения нижних и верхних концентрационных пределов распространения пламени (воспламенения) газовоздушных смесей, освоить применение полученных знаний для предупреждения взрывов и пожаров на производстве и в быту. Ознакомиться с классификацией помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
1.2. Материальное обеспечение. Лабораторная установка для определения нижних и верхних концентрационных пределов распространения пламени (воспламенения) газовоздушных смесей, емкость для хранения исследуемого газа, измеритель концентраций СО2 и метана (СН4) – шахтный интерферометр ШИ-12.
1.3. Теоретическая часть. Разработка систем обеспечения пожарной безопасности и взрывобезопасности основывается на различных исходных данных, в число которых входят и показатели пожаровзрывоопасности. Набор этих показателей установлен с учетом агрегатного состояния веществ и материалов. В соответствии с ГОСТ 12.1.044 [26] для газов установлены следующие показатели пожаровзрывоопасности:
- группа горючести;
- температура самовоспламенения;
- концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения);
- минимальная энергия зажигания;
- способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами;
- нормальная скорость распространения пламени;
- минимальное взрывоопасное содержание кислорода;
- минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора;
- максимальное давление взрыва;
- скорость нарастания давления взрыва.
Пожаровзрывоопасность веществ и материалов – это совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Горение – это процесс взаимодействия вещества с кислородом, сопровождающийся выделением тепла и(или) дыма, появлением пламени и(или) тлением. В зависимости от скорости распространения пламени горение может быть дефлаграционным (в пределах нескольких м/с), взрывным (скорость пламени до сотен м/с), детонационным (скорость порядка тысяч м/с) [13].
|
|
|
Согласно ГОСТ 12.1.010 [27] взрыв – это быстрое экзотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных проводить работу. Взрывоопасная среда может возникать в ходе различных производственных процессов, связанных с добычей, транспортировкой, хранением углеводородного сырья (нефти, горючих газов, угля), при использовании баллонов, содержащих горючие газы, при разливах и последующих испарениях горючих жидкостей. Взрывоопасная среда – это химически активная среда, находящаяся при таких условиях, когда может возникнуть взрыв.
Взрывоопасную среду могут образовать:
а) смеси веществ (газов, паров, пылей) с воздухом или другими окислителями (кислород, озон, хлор, окислы азота и др.);
б) вещества, склонные к взрывчатому превращению (ацетилен, озон, гидразин и др.).
Источниками инициирования взрывов являются:
а) открытое пламя, горящие и раскаленные тела;
б) электрические разряды;
в) тепловые проявления химических реакций и механических воздействий;
г) искры от удара и трения;
д) ударные волны;
е) электромагнитные и другие излучения.
Для предупреждения взрывов необходимо исключать:
1) образование взрывоопасной среды;
2) возникновение указанных выше источников инициирования взрывов.
Исключение образования горючей среды может быть достигнуто с помощью применения герметичного производственного оборудования, рабочей и аварийной вентиляции, контроля состава воздушной среды. Все эти мероприятия должны быть направлены на то, чтобы содержание взрывоопасных веществ не достигало нижнего концентрационного предела распространения пламени.
|
|
|
Для предотвращения возникновения источников инициирования взрывов применяют: регламентацию огневых работ; исключение нагрева оборудования до температуры самовоспламенения взрывоопасной среды; материалы, не создающие при соударении искр; средства, понижающие давление во фронте ударной волны; взрывозащищенное оборудование; средства защиты от атмосферного и статического электричества, токов замыкания на землю; быстродействующие средства защитного отключения возможных электрических источников инициирования взрыва; устранение опасных тепловых проявлений химических реакций и механических воздействий.
Отмечено, что горючие газы, пары, пыли могут воспламеняться и взрываться только при определенных соотношениях, определенной смеси с воздухом (окислительной средой). Именно поэтому в число стандартных показателей пожаровзрывоопасности для газов включены концентрационные пределы распространения пламени (нижний – НКПР и верхний – ВКПР). НКПР и ВКПВ – это минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Значения НКПР и ВКПР используются при определении категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности, при расчетах вентиляционных систем, при расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров внутри технологического оборудования и трубопроводов, а также в воздухе рабочей зоны.
Из всего изложенного следует, что определение НКПР и ВКПР имеет большое практическое значение. Если для каких-либо газов, паров, пылей характерны малые значения НКПР, либо большая разница между ВКПР и НКПР, то эти газы, пары, пыли являются более опасными в отношении воспламенения и взрыва.
Значения НКПР и ВКПР, а также других показателей пожаровзрывоопасности для некоторых газов приведены в табл. 10.1.
Приведенные в этой таблице концентрационные пределы распространения (КПР) переводятся из объемных единиц измерения (% об.) в массовые (г/м3) по формулам
|
|
|
, (10.1)
(10.2)
где М – молярная масса горючего газа или пара; для нефтяных паров М=50, паров бензина – 65;
Т - температура, оК.
Таблица 10.1
Концентрационные пределы распространения пламени и другие показатели
пожаровзрывоопасности для некоторых газов
| Наименование газов и пылей | НКПР, % объемн. | ВКПР, % объемн. | Температура самовоспламенения, оС | Максимальная энергия зажигания, мДж | Максимальное давление взрыва, Па (кГс/см2) |
| Аммиак Ацетилен Ацетон Бутан Водород Метан Окись углерода Пропан Этан Сероводород Скипидар Уайт-спирит Уксусная кислота | 16,0 3,0 2,2 1,8 4,15 5,35 12,5 2,3 2,9 4,3 0,8 33,0 3,3 | 27,0 82,0 13,0 9,1 75,0 15,0 75,0 9,5 15,0 46,0 - 68,0 22,0 | 650 335 - 405 510 537 610 466 - 246 300 227 454- | 680 30 Дж - 0,25 0,017 0,28 - 0,25 - - - - - | 59×104 (6) 101×104 (10,3) - 84×104 (8,6) 72×104 (7,39) 71×104 (7,2) 72×104 (7,3) 84×104 (8,6) - - - - - |
Окончание табл. 10.1.
| Наименование газов и пылей | НКПР, % объемн. | ВКПР, % объемн. | Температура самовоспламенения, оС | Максимальная энергия зажигания, мДж | Максимальное давление взрыва, Па (кГс/см2) |
| Пары бензина Нефтяные пары Пыли: Древесная Сахарная Пшеничная | 1,6 2,0 или 40 г/м3 более 65 г/м3 (8,9-15,0) г/м3 2,0 г/м3 | 7,9 10,0 или 200 г/м3 - - - | - - 275 525 395 | - - - - - | - - - - - |
Важно подчеркнуть, что значения НКПР и ВКПР могут несколько изменяться в зависимости от давления, мощности источника зажигания, наличия примеси инертных газов, начальной температуры газовой смеси.
Для наглядности НКПР и ВКПР показаны на схеме, изображенной на рис. 10.1. Упомянутый на этой схеме специальный термин «стехиометрическое
Рис.10.1. Схема концентрационных пределов распространения пламени
соотношение» означает такое исходное соотношение компонентов горючей смеси, при сгорании которой ни один из этих компонентов не остается в избытке в продуктах реакции горения. Например, стехиометрическое содержание метана в воздухе – 9,5 % об. [13]. В общем случае для углеводородов расчет их стехиометрического содержания Сст осуществляют по формуле
|
|
|
(10.3)
где 
nс, nн, nо – число атомов С (углерод), Н (водород) и О (кислород) в молекуле горючего вещества.
По ГОСТ 12.1.044 НКПР и ВКПР могут быть получены как экспериментальным, так и расчетным путем. Сущность экспериментального метода заключается в зажигании газовоздушной или пылевоздушной смеси заданной концентрации исследуемого вещества в специальном сосуде и установлении факта наличия или отсутствия распространения пламени (воспламенения). Изменяя исследуемую концентрацию горючего газа или пыли в смеси устанавливают значения НКПР и ВКПР.
Расчетное приближенное определение НКПР для газов и паров может быть выполнено по формуле [13]
(10.4)
Значение НКПР для начальной температуры 25 оС может быть более точно рассчитано по формуле [28], [29]
(10.5)
где q – число видов структурных групп в молекуле горючего вещества;
hi – коэффициент, характеризующий вклад i-х структурных групп в НКПР;
mi – число структурных групп в молекуле горючего вещества.
Для пропана структурная формула имеет вид:
Н Н Н
ô ô ô
Н ¾ С ¾ С ¾ С ¾ Н
ô ô ô
Н Н Н
Из нее следует, что для пропана число структурных групп вида С–С равно m1 = 2, вида С - Н равно m2 = 8. Общее их число q = 10. Согласно [28] для структурных групп С - С коэффициент h1 = 3,75, для С - Н коэффициент h2=4,47.
В специальной литературе приводятся также методики и для расчета ВКПР.
Для смеси горючих веществ, состоящей из n компонент, расчет НКПР осуществляют по формуле
(10.6)
где Сi - содержание i-ого горючего компонента в смеси, % об.;
НКПРi – нижний концентрационный предел распространения пламени для i-го горючего компонента.
Уже указывалось, что при повышенных температурах значения НКПР и ВКПР изменяются. При увеличении температуры t в диапазоне от 25 до 150 оС НКПР может быть определен по формуле [28]
(10.7)
Из этой формулы следует, что НКПР при повышении температуры снижается, что увеличивает опасность горючего вещества.
Значения НКПР используются при расчетах, связанных с определением категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности – см. табл. 10.2, при определении требуемой производительности аварийной вентиляции – она должна обеспечивать условия, при которых содержание горючих газов и паров не достигало бы 0,1 НКПР.
|
|
|
Согласно табл. 10.2 при определении категории помещений по взрывопожарной опасности (А, Б) необходимо знать расчетное избыточное давление взрыва DР в помещении. Для ряда горючих веществ оно может быть определено по выражению [29]
(10.8)
где Рmax – максимальное давление взрыва, его можно принимать равным 900 кПа;
Ро – начальное давление, его допускается принимать равным 101 кПа;
m - масса горючего вещества (газа или пара), выделившегося в результате расчетной аварии в помещение, кг;
Z – коэффициент участия горючего вещества во взрыве;
Vсв – свободный объем помещения, м3;
r - плотность пара или газа при расчетной температуре tr, кг/м3, вычисляемая по формуле
(10.9)
где М – молярная масса, кг×кмоль-1;
Vo – мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;
tr - расчетная температура, в качестве tr принимается максимально возможная температура с учетом в том числе и аварийной ситуации;
Сст – стехиометрическое содержание горючих газов или наплавов, определяется по формуле (10.3);
Кн – коэффициент, характеризующий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К = 3.
При значительном распространении горючих газов по помещению (более половины помещения) и уровне значимости 0,05 коэффициент Z может быть определен как
(10.10)
где Со – предэкспоненциальный множитель, который при отсутствии подвижности воздушной среды для горючих газов равен
% об. (10.11)
где F – площадь помещения, м2;
ZНКПР – расстояние по вертикали от источника выделения горючего газа, ограниченное НКПР и определяемое по формуле
(10.12)
Если в помещении обращаются горючие газы и расчет по формуле (10.8) показал, что DР превышает 5 кПа, то это помещение должно быть отнесено к категории А – взрывопожароопасной.
Таблица 10.2
Классификация помещений по взрывопожарной
и пожарной опасности
| Категория помещения | Характеристика веществ и материалов, находящихся (образующихся) в помещении |
| А взрывопожаро- опасная Б взрывопожаро- опасная В1 – В4 пожароопасные Г Д | Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 оС в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки боле 28 оС, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А и Б. Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистой теплоты, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива. Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии |
Примечание. Разделение помещений по категории В1 – В4 регламентируется отдельными Положениями.
Категорирование зданий осуществляется следующим образом. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия: 1) здание не относится к категории А; 2) суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
Здание относится к категории В, если оно не относится к категории А или Б и суммарная площадь помещений категорий А, Б и В не превышает 5 % (10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
Здание относится к категории Г, если оно не относится к категориям А, Б или В и суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г не превышает 5 % суммарной площади всех помещений. Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками пожаротушения.
Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.
Знание категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности позволяет обоснованно выбрать меры пожарной безопасности при их проектировании и строительстве (степень огнестойкости, этажность здания, оснащение средствами пожаротушения).
Известно, что наиболее распространенным и опасным потенциальным источником зажигания являются электроустановки, поэтому при их подборе необходимо учитывать степень взрывоопасности производственной среды. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) взрывоопасные зоны делятся на несколько классов.
Зоны класса В-1 расположены в помещениях, где используются горючие и взрывоопасные газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), которые могут образовывать взрывоопасные смеси с воздухом при нормальных режимах работы оборудования и проведения технологических процессов (например, при хранении или переливании ЛВЖ в открытые емкости, при загрузке или разгрузке технологического оборудования и т.п.).
Зоны классов В-1а характеризуются тем, что при нормальном проведении технологических процессов взрывоопасные смеси горючих газов и паров ЛВЖ не образуются, а возможны только при авариях или неисправностях оборудования.
Зоны класса В-1б подобны зонам класса В-1а, но имеют следующие особенности:
а) горючие газы в этих зонах имеют высокий концентрационный предел распространения пламени (15 % и более), обладают явно выраженным запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005;
б) возможно образование небольших объемов взрывоопасных смесей, но не во всем объеме помещения.
Зоны класса В-1г. К этой зоне относятся наружные установки, содержащие горючие газы или ЛВЖ или пространства снаружи у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ.
Зоны класса В-П расположены в помещениях, в которых выделяются горючие пыли или волокна во взвешенном состоянии и в таком количестве, которые способны образовывать взрывоопасные смеси с воздухом при нормальных режимах работы (например при загрузке и разгрузке технологического оборудования).
Зоны класса В-Па расположены в помещениях с выделением или применением горючих пылей и волокон, которые могут образовывать взрывоопасные смеси в результате аварии или неисправности оборудования.
Таким образом, знание концентрационных пределов распространения пламени позволяет более обоснованно определять классы взрывоопасных зон.
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
2.1. Лабораторную работу выполняет группа студентов в количестве не боле двух человек.
2.2. Перед началом работы необходимо изучить настоящие методические указания, устройство лабораторной установки, порядок и последовательность работы по ней, меры безопасности при выполнении работы.
Следует подготовить для записей табл. 10.3, её форма указана ниже.
Таблица 10.3
Результаты определения концентрационных пределов
распространения пламени по газовоздушной смеси
| Концентрация пропана в исследуемой газовоздушной | Описание поведения газовоздушной смеси при зажигании: |
НКПР, % об | ВКПР, | ||
| смеси, % об. | - нет взрыва - есть взрыв | в эксперименте | по расчету при t=25оС | по расчету при t=tr | % об |
| 1. 2 – 3 2. 5 3. 7 – 8 4. 10 После первого взрыва концентрация газа в каждом эксперименте увеличивается на 5 % | |||||
При определении концентрационных пределов воспламенения взрывоопасной смеси используется специальная лабораторная установка (рис. 10.2). Газ отбирается из специального баллона с пропаном, который соединен трубкой с мерным цилиндром 5 – см.рис. 10.2.
Рис.10.2. Лицевая сторона панели установки для определения
концентрационных пределов распространения пламени по
газовоздушной смеси:
1 – воздушный вентиль взрывной камеры; II- воздушный вентиль мерного
цилиндра; III – вентиль перепуска газовоздушной смеси из мерного цилиндра
во взрывную камеру; IV – вентиль для впуска исследуемого газа в мерный
цилиндр; 5 – мерный цилиндр; 6 – взрывная камера; 7 и 11 рукоятки для
перемещения емкостей с водой; 8 и 10 – выключатели электрической сети
220 В и 30 В; 9 – тумблер подачи напряжения на электроды;
12 и 13 – лампочки индикаторов положения рукояток 7 и 11.
Лабораторная установка состоит из мерного цилиндра 5, в котором приготавливается газовоздушная смесь, и взрывной камеры 6. Мерный цилиндр (смеситель) 5 проградуирован на 100 см3 и представляет прозрачный цилиндр, закрытый плотно резиновой пробкой.
Через пробку проходит трубка, соединенная с вентилями II и IV. Вентиль II предназначен для выпуска и впуска воздуха в смеситель, а вентиль IV – для впуска исследуемого газа – пропана. Для вытеснения из мерного цилиндра приготовленной газовой смеси служит емкость с водой (расположена за панелью), которая при плавном повороте ручки 7 (справа) поднимается вверх до упора. При этом вода, вытекая из емкости в мерный цилиндр, вытесняет из него газовоздушную смесь.
Взрывная камера 6 снабжена электрическим искровым источником зажигания, включаемым тумблером 9 и двумя вентилями III и II для подачи газовоздушной смеси и выпуска воздуха из неё. Взрывная камера цилиндрической формы изготовлена из толстостенного органического стекла. На верхней крышке камеры смонтирован предохранительный клапан для предотвращения разрыва камеры.
В нижней крышке взрывной камеры имеется отверстие, через которое камера соединена с емкостью с водой посредством резинового шланга (расположена за панелью). Для поднятия и опускания емкости с водой служит ручка 11 (слева).
Электрическое питание на стенд подается включением переключателей 8 и 10. О готовности стенда к работе (емкости с водой опущены) сигнализируют лампочки 12 и 13.
2.3. Последовательность выполнения работы
Перед началом выполнения лабораторной работы стенд должен находиться в исходном состоянии:
- вентили I и II открыты на 1-3 оборота;
- вентили III и IV закрыты;
- контрольные лампочки 12 и 13 горят, т.е. поворотные ручки 7 и 11 находятся в крайнем нижнем положении. При этом взрывная камера и мерный цилиндр свободны от жидкости (допускается 10-15 мм жидкости во взрывной камере).
1. Поверните переключатели 8 и 10 вправо на одну ступень.
2. Поверните плавно на себя и вверх до упора ручки 7 и 11.
После того как вода полностью вытеснит воздух из мерного цилиндра и взрывной камеры, закройте вентили I и П.
3. Верните ручки 7 и 11 в исходное положение, т.е. поверните их на себя и вниз плавно до упора.
4. Слегка открыв вентиль IV, впустите в мерный цилиндр небольшое количество газа так, чтобы уровень воды в мерном цилиндре опустился на 2-3 мм. В случае поступления газа больше нужного количества, надо поднять правую ручку вверх до упора, открыть вентиль 2 и выпустить лишний объем газа в атмосферу (из цилиндра). После этого ручку 7 опустить в исходное положение. Вентиль IV закрыть.
5. Открыв на 2-3 оборота вентиль П добавьте в мерный цилиндр воздуха так, чтобы уровень воды в мерном цилиндре снизился на 100 мм, но не ушел ниже этого уровня. Вентиль П закройте.
6. Откройте на 2-3 оборота вентиль Ш и, подняв ручку 7 на себя вверх до упора, перепустите приготовленную газовоздушную смесь из мерного цилиндра во взрывную камеру. После полного удаления смеси из мерного цилиндра вентиль Ш закройте, а ручку 7 верните в исходное положение (на себя и вниз), при этом лампочка 13 должна загореться.
7. Подайте тумблером 9 питание на источник зажигания - на 0,3-0,5 с. Если электроды во взрывной камере находятся под водой – включение тумблера для производства взрыва запрещается. Следите за поведением (реакцией) среды во взрывной камере (при взрыве слышен характерный хлопок, виден всплеск воды во взрывной камере).
Результаты наблюдения запишите в табл. 10.3 («взрыв», «нет взрыва», «взрыв выражен не ясно» и т.п.).
8. Откройте на 2-3 оборота вентиль I, и поворачивая на себя и вверх плавно до упора ручку 11, удалите из взрывной камеры отработанную смесь. После полного заполнения водой взрывной камеры закройте вентиль I, а ручку 11 верните в исходное положение (вращением на себя и вниз). При этом индикаторная лампочка 12 должна загореться.
9. Если в предыдущем эксперименте взрыва не наблюдалось, то повторите опыт по пунктам 4-9, увеличив количество поданного в мерный цилиндр газа на 2-3 %. Минимальное количество газа в процентах от объема цилиндра, при котором произойдет первый взрыв и является НКПР.
10. После первого взрыва количество газа, подаваемого в мерный цилиндр, можно увеличивать в каждом эксперименте уже на 5 % и повторять опыт как описано в пунктах 4-9.
Максимальное количество газа в процентах от объема цилиндра, при котором произойдет последний взрыв, является ВКПР. На этом эксперимент оканчивается.
11. Все вентили, тумблеры, выключатели, рукоятки в лабораторной установке приведите в исходное положение. Переключатели электрической сети 8 и 10 – выключите.
2.4. Указания к подготовке отчета по работе
1. Запишите цель работы, вычертите схему лицевой панели лабораторной установки, укажите расшифровку всех обозначений на стенде.
2. Заполните табл. 10.3. Выполните необходимые расчеты согласно вариантам заданий, приведенным в табл. 10.4. Вариант задания запишите в отчете.
Расчет должен включать вычисления Сст, НКПР – по формулам (10.4) и (10.5), НКПРt – при этом t принимается равной tp согласно варианту задания. Вычислите также расчетное избыточное давление DР по формуле (10.8). После этого расчета укажите, можно ли помещение относить к категории А – взрывопожароопасной.
Таблица 10.4
Варианты заданий к лабораторной работе
| №№ варианта | Расчетная температура tр, оС | Масса горючего вещества m, кг | Свободный объем помещения Vсв, м3 | Площадь помещения F, м2 | Высота помещения Н, м |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | 35 90 80 70 60 50 45 40 | 10 50 30 100 150 350 90 200 | 1500 5000 3500 4000 2500 8000 3000 800 | 400 1500 1000 1100 800 1600 900 300 | 3,5 4,0 3,5 3,6 3,2 5,1 3,4 3,0 |
З. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
1. При появлении запаха газа на рабочем месте или в помещении, перекройте вентиль на подводящей магистрали и сообщите преподавателю, инженеру или лаборанту.
2. Не производите ремонт или регулировку на запорной арматуре или баллоне с газом.
3. Помните, что в лабораторной установке используется повышенное напряжение, опасное для жизни, соблюдайте меры электробезопасности.
4. Запрещается вскрытие лабораторной установки, включенной в сеть электропитания и газоснабжения.
4. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОГРАММИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ
ГОТОВНОСТИ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
1. На сколько процентов увеличивается в каждом эксперименте объем газа, подаваемого во взрывную камеру, при определении НКПР?
2. На сколько процентов увеличивается в каждом эксперименте объем газа, подаваемого во взрывную камеру, при определении ВКПР?
3. Где подготавливается исследуемая газовоздушная смесь в данной лабораторной установке?
4. Какой газ исследуется в данной лабораторной работе?
5. В течение какого короткого времени нужно подавать электропитание на источник зажигания для воспламенения исследуемой газовоздушной смеси?
6. Каковы значения НКПР и ВКПР для пропана?
7. При какой скорости распространения пламени горение считается взрывным?
8. В помещении обращаются горючие газы, при воспламенении которых может развиваться избыточное давление, превышающее 5 кПа. Какую категорию по взрывопожарной и пожарной опасности имеет данное помещение?
9. Как можно приближенно определить значение НКПР, если Сст – стехиометрическое содержание газа?
10. При каких концентрациях возможно воспламенение газовоздушной смеси?
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ГОТОВНОСТИ
К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Какое горение можно считать взрывным (взрывом)?
2. Каковы определения НКПР и ВКПР?
3. Почему иногда трудно поджечь газовую горелку бытовой плиты, если на ней установлен какой-либо предмет?
4. Что понимается под стехиометрическим содержанием горючего вещества?
5. Какие помещения относится к категориям А и Б?
6. Какие здания относят к категории А?
7. Почему важно знать НКПР? От каких факторов зависит значение НКПР?
8. Что необходимо знать для теоретического расчета НКПР?
[1] В России широко используются извещатели пожарные тепловые, например, ИП 103-3-А2-1М, многоразового действия с номинальной температурой срабатывания 62 оС, максимальной – 70 оС.
|
|
|
