Предел взрываемости смеси некоторых газов и пара с воздухом

Газ или пар	Предел взрываемости, об.%	Газ или пар	Предел взрываемости, об.%
нижний	верхний	нижний	верхний
Аммиак	15,5	27,0	Окись пропилена	2,0	22,0
Акрилонитрил	3,0	17,0	Окись углерода	12,5	74,2
Ацетилен	2,2	80,0	Окись этилена	3,0	80,0
Ацетон	2,0	13,0	Пропан	2,4	9,5
Бензин	1,2	7,0	Пропилен	2,0	11,0
Бензол	1,4	9,5	Пентан	1,4	7,8
Бутан	1,9	8,4	Сероуглерод	1,0	50,0
Бутилен	1,7	9,0	Сероводород	4,3	45,5
Водород	4,0	75,2	Синильная кислота	5,6	40,0
Гексан	1,2	7,0
Гептан	1,0	6,0	Толуол	7,0	49,8
Гептил	4,7	100,0	Хлор	3,5	17,0
Дихлорэтан	6,2	15,9	Циклогексан	1,0	9,0
Керосин	1,0	7,0	Этан	3,2	12,5
Ксилол	3,0	7,6	Этилен	2,8	28,6
Метан	5,0	15,0	Этиловый спирт	19,0	67,0
Метиловый спирт	5,5	37,0	Этиловый эфир	1,85	40,0
Этил бромистый	7,0	11,0
Метил хлористый	8,0	20,0	Этил хлористый	3,5	14,8

 

Взрывы пылевоздушных смесей происходят на деревообрабатывающих предприятиях, в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах, при обращении с красителями, пищевыми продуктами, в текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности.

В основе взрывного горения лежат быстротекущие химические реакции окисления сгораемых материалов кислородом воздуха. Основным параметром, характеризующим опасность взрыва, являются концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения).

Нижний (верхний) концентрационный предел воспламенения (НКПВ) – минимальное (максимальное) содержание горючего в смеси горючее вещество – окислительная среда, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние при наличии источника воспламенения (пламя, искра, нагретое тело). Внутри этих пределов смесь горюча, а вне их – смесь гореть не способна.

Значение НКПВ применяют при расчете взрывобезопасных концентраций ГВС и ПлВС внутри технологического оборудования, трубопроводов, вентиляционных систем, а также для сравнительной оценки взрывоопасности веществ.

Концентрационные пределы воспламенения в процентов объемных при расчетах взрывобезопасных концентраций ГВС и ПлВС необходимо пересчитать в граммах на метр кубический с помощью следующего уравнения:

(48)

где K_x – концентрация газа в воздухе, г/м³; X – концентрация газа в воздухе, об.%; M – молекулярная масса газа, г; V_t – объем 1 моля газа в данных условиях, м³ (при температуре 18–20ºС принимать объем 1 моля равным 22,4 · 10^–3 м³).

Например (см. табл. 25 на с. 46) для водорода концентрационные пределы воспламенения варьируют от 4 до 75,2 об.%. В результате пересчета получим: НКПВ K_x = 4 · 10^–2 · 2 / 22,4 · 10^–3 = 3,57 г/м³, ВКПВ соответственно составит 67,14 г/м³.

На практике встречаются свободные воздушные взрывы, наземные (приземные) взрывы, взрывы внутри помещений (внутренний взрыв) ГВС или ПлВС, а также взрывы больших облаков ГВС. Суммарное выделение энергии при взрыве оценивается энергетическим потенциалом взрыва.

Взрыв (горение) ГВС

Этот процесс происходит при утечках или внезапном разрушении герметичных емкостей, трубопроводов с углеводородными газами. Инициаторы горения или взрыва в этих условиях носят чаще всего случайный характер.

При взрыве ГВС, содержащей 100–200 т и более газа, образуется очаг взрыва, в котором принято выделять три круговые зоны (рис. 2).

Первая зона – зона детонационной волны в пределах облака взрыва (зона полного разрушения). Поражающее действие характеризуется избыточным давлением во фронте детонационной волны (Δ P ₁) в пределах ГВС, которое составляет около 1700 кПа. Радиус зоны может быть определен по формуле

(49)

где Q – количество сжиженных углеводородных газов, т.

Вторая зона – зона действия продуктов взрыва, которая охватывает всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси в результате ее детонации. Радиус действия этой зоны рассчитывается по формуле

(50)

Избыточное давление (Δ P ₂) во второй зоне по мере удаления уменьшается до 300 кПа.

 

1-я зона

2-я зона

3-я зона

Рис. 2. Схема взрыва газовоздушной смеси

 

Третья зона – зона действия воздушной ударной волны. В этой зоне формируется фронт ударной волны, который распространяется по поверхности земли. Величина избыточного давления во фронте ударной волны (Δ Р ₃) и расстояния, на которых эти давления действуют (R ₃), определяются по графику (рис. 3) в зависимости от количества углеводородной смеси Q.

Для оценки последствий в зонах детонационной волны данные формул (49) и (50) могут быть использованы для взрывов взрывоопасных продуктов массой 100–200 т и более. При взрыве меньшего количества ГВС воздействие избыточного давления детонационной ударной волны следует оценивать по данным для обычного тротилового заряда.

	кПа

Количество взрывоопасной смеси, т

0,1

 

Рис. 3. Зависимость радиуса зоны действия избыточного давления

от количества взрывоопасной смеси

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: