Главная | Обратная связь
МегаЛекции

БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ





 

10.1 Методические указания

 

На предприятиях АПК широко используются аппараты, сосуды, коммуникации и другое оборудование, работающее под давлением. К нему относятся водогрейные и паровые котлы, выпарные аппараты, автоклавы, компрессоры, холодильные установки, ресиверы, теплообменники, трубопроводы. Их основная опасность при эксплуатации заключается в возможном внезапном разрушении, что сопровождается взрывом, при котором потенциальная энергия сжатой среды в короткий промежуток времени за счет ее адиабатического расширения переходит в кинетическую энергию разлетающихся осколков разрушенного оборудования. Производимая при адиабатическом расширении сжатой среды работа (в Дж) может быть определена по формуле :

(10.1)

где p1, p2 - абсолютное давление соответственно в сосуде и в окружающей среде, МПа;

V - начальный объем газа, м3;

k=cp/cv - показатель адиабаты, для воздуха k=1.41 [здесь сp - удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг×К); сv - то же, при постоянном объеме, Дж/(кг×К)].

Мощность взрыва в МВт :

(10.2)

где t - время действия взрыва, с.

Например, при вместимости сосуда 1 м3, находящегося под давлением газа 1 МПа, мощность взрыва составит 13,2 МВт, а водяного пара - около 200 МВт. Взрыв такой мощности сопровождается не только разрушением зданий, но и травматизмом с тяжелым и смертельным исходом.

Основными средствами предупреждения взрывов сосудов, работающих под давлением, в том числе и паровых котлов, являются предохранительные клапаны, которые при срабатывании должны поддерживать в котле давление, превышающее рабочее не более чем на 10 %. На котлах производительностью менее 100 кг/ч устанавливается один, а на более высокой производительности - не менее двух предохранительных клапанов, один из которых контрольный.

Пропускная способность(G, кг/ч) предохранительного клапана, установленного на паровом котле с рабочим давлением насыщенного пара 0,7¸12,0 МПа, рассчитывается по формуле



(10.3)

где a - безразмерный коэффициент расхода пара через клапан, принимаемый равным 0,9 величины, установленной заводом-изготовителем клапана;

F - площадь проходного сечения клапана в проточной части, мм2;

Р1 - максимальное избыточное давление пара перед клапаном, МПа.

Взрывы при работе компрессоров могут происходить вследствие превышения давления сжатого воздуха, а также из-за повышения его температуры при сжатии. При сжатии температура воздуха значительно растет и может быть определена по формуле

(10.4)

где Т1, Т2 - абсолютная температура газа до и после сжатия, 0К;

Р1, Р2 - абсолютное давление газа до и после сжатия, МПа;

m - показатель политропы, величина которого изменяется в пределах 1¸1,41.

Кроме того, на предприятиях АПК широко применяются баллоны, предназначенные для хранения, перевозки и использования сжатых (азот, кислород, сероводород), сжиженных (аммиак, сернистый ангидрид, фреоны) и растворимых (ацетилен) газов под давлением до 15 МПа. При заполнении сжиженных газов всего объема баллона давление в нем при повышении температуры определяется по формуле

(10.5)

где a - коэффициент теплового объемного расширения;

b - коэффициент объемного сжатия;

t1, t2 - начальная и конечная температура баллона, 0С

 

10.2 Условия задач

 

ЗАДАЧА 34. Определить число предохранительных клапанов с диаметром проходного отверстия d, мм, которые необходимо установить на котле производительностью GК, кг/ч, насыщенного пара, работающего с максимальным давлением Р1, МПа. Коэффициент расхода пара для клапана равен a.

Параметры Варианты исходных данных
 
d, мм
P1, МПа 1,2 1,6 0,8 0,7 1,3
GК, кг/ч
a 0,70 0,65 0,65 0,85 0,75

ЗАДАЧА 35. Определить, соответствует ли пропускная способность двух предохранительных клапанов производительности парового котла G, т/ч. Каждый клапан имеет диаметр проходного отверстия d, мм. Максимальное давление насыщенного пара в котле Р1, МПа, коэффициент расхода пара для клапана равен a.

 

 

Параметры Варианты исходных данных
 
G, т/ч 7,3 6,0 4,0 3,1 4,5
P1, МПа 0,8 0,7 1,4 1,0 0,9
d, мм
a 0,65 0,60 0,55 0,55 0,60

 

 

ЗАДАЧА 36. Для котла производительностью G, т/ч, насыщенного пара с давлением Р1, МПа, определить пропускную способность и число устанавливаемых на котле предохранительных пружинных клапанов с диаметром проходного отверстия d, мм, коэффициент расхода пара принять равным a.

 

 

Параметры Варианты исходных данных
 
G, т/ч 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5
P1, МПа 1,4 1,6 1,3 1,7 1,9
d, мм
a 0,50 0,60 0,65 0,70 0,80

 

 

ЗАДАЧА 37. Рассчитать, какую температуру будет иметь воздух при сжатии в компрессоре до давления Р2, МПа, если его начальная температура t1, 0С, а давление равно атмосферному. Показатель политропы принять равным 1,3.

 

 

Параметры Варианты исходных данных
 
Р2, МПа 1,5 2,5 3,0 3,5 4,0
t1, 0С

 

 

ЗАДАЧА 38. В результате неправильного хранения температура баллона, заполненного сжиженным газом, повысилась от t1 до t2. Определите давление в баллоне при температуре t2 и во сколько раз это давление превышает рабочее для данного газа в баллоне.

 

Параметры Варианты исходных данных
 
Газ Аммиак Хлор Углекислый газ Сероводо-род Аммиак
t1, 0С
t2, 0С
a×10-5 при 00С при 300С          
b×10-6 при 00С при 300С          

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 11.





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.