Определение взрывопожарной и пожарной опасности

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра геоэкологии.

Расчетно-графическая работа

тема: «Определение взрывопожарной и пожарной опасности»

Выполнил: студент гр. ИЗС-12-2 Галимов Э.А.

Проверил: ассистент /Иванов А.В./

Санкт-Петербург 2016



Цель работы - овладение методикой определения категорий помещений и заданий по взрывопожарной и пожарной опасности и методикой расчета параметров установок автоматического пожаротушения, применительно к рассматриваемым объектам.

Задача. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности по заданным параметрам обращающихся в них веществ и материалов.



Задание 1

Определение категории помещения №1 по взрывопожарной и пожарной опасности при обращении в нем горючих газов.

Вариант	Вид горючего газа	Начальное давление , кПа	Объем помещения V,	Площадь помещения S,	Расчетная температура ,	Объем аппарата ,	Давление в аппарате , кПа	Длина трубопровода l, м	Внутренний радиус трубопровода r, м	Давление в трубопроводе , кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
5	Метан	101	400	100	35	1,5	100	15	0,15	70

Порядок выполнения работы

Произвести расчет избыточного давления взрыва горючих газов ().

Если окажется, что расчетное значение кПа, то помещение следует отнести к категории А.

При значении кПа помещение может быть отнесено к категории В1, В2, В3, В4 или Д, в зависимости от величины удельной пожарной нагрузки (g) на участке.

1. Расчет избыточного давления взрыва газа () производится по формуле:

кПА ,



, где - максимальное давление взрыва газовоздушной смеси в замкнутом объеме (определяется по таб. Прил. 3);

- начальное давление воздуха, кПа (допускается принимать кПа);

- масса горючего газа, выброшенного в результате аварии в помещении, кг (определяется по формуле (3.3);

- коэфф. участия горюч. во взрыве (допуск. принимать значение Z по табл. 3.2);

- своб. объем помещения, (принимается по условиям задания 1 ()), м³;

- плотность горючего газа при расчетной , кг/м³ (определяется по формуле (3.2));

С_ст - стехиометрическая Cгорючего газа, % (вычисляется по формуле (3.6)); К_н - коэфф, учитывающий негерметичность помещения (допускается принимать К_н= 3).

2. Для опред. значения ?Р предварительно рассчитываются значения с_г, m, С_ст.

кг/м³ ,

где р_г - плотность газа при расчётной температуре, кг/м³;

М - молярная масса газа, кг / кмоль;

V - мольный объём, 22,4 м³ / кмоль;

t_р - расчётная температура, ° С (принимается по условиям задания 1).

т = (V_а+V_T)·_г ,

где т - масса горючего газа, выброшенного в результате аварии в помещение, при расчётной аварии, кг;

V_а - объём газа, выброшенного из аппарата в момент аварии, м³ (рассчитывается по формуле (3.4));

V_т - объём газа, выброшенного из трубопровода в момент аварии, м³ (рассчитывается по формуле (3.5)).

V_а=0,01· P_an · V_an,=0,01*100*1,5=1,5 м³

где Р_ап - давление в аппарате, кПа (принимается по условиям задания);

V_ап - объём аппарата, m³ (принимается по условиям задания).

V_T = 0,01 · Р_ТР · р· r² · l = 0,1*70*3,14*0,15²*15=0,74 м³

где Р_TP - давление в трубопроводе по техн. регламенту (по условиям задания 1); взрывопожарный опасность горючий

r - внутренний радиус трубопровода (принимается по условиям задания 1),м;

l - длина трубопровода от аппарата до задвижки, м (по условиям задания 1):

т = (V_а+V_T)·_г = (1,5+0,74)·0,63 = 1,41 кг

%

где С_ст - стехиометрическая концентрация горючего газа, % ;

в - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения (рассчитывается по формуле (3.7)).

= 2



где п_с ,n_н,n_г, п₀ - соответственно число атомов углерода, водорода, галоидов и кислорода в молекуле горючего газа (см. таблицу прил. 3).

Определить общую пожарную нагрузку в помещении по формуле:

МДж,

где Q - общая пожарная нагрузка в помещении, МДж;

G_г- объём газообразного горючего материала, находящегося в помещении (рассчитывается по формуле (3.9));

Н_г - удельная теплота сгорания газа, МДж/м³ (определяется по таблице прил. 3).

G_г = 0,01·( V_an · P_an + V_тр· P_тр)=2,02,

где V_an - объём аппарата, м³ (принимается по условиям задания 1);

V_mp - объём трубы, м³ (рассчитывается по формуле (3.5)). При этом значения r и l принимаются по условиям задания 1;

Р_ап - давление газа в аппарате, кПа (принимается по условиям задания I);

Р_тр - давление газа в трубе, кПа (принимается по условиям задания I).

Определить удельную пожарную нагрузку (g) в помещении, МДж/ м²,

МДж/м²,

где Q - общая пожарная нагрузка в помещении, МДж;

S - площадь размещения пожарной нагрузки, м² (по условиям задания для всех вариантов принимается равной 10 м²).

Помещение № 1 относится к категории А.



Задание 2

Определение категории помещения №2 по взрывопожарной
и пожарной опасности при обращении в нем легковоспламеняющихся и
горючих жидкостей.

Вариант	Вид Горючих жидкостей	Свободный объем помещения Vсв, м3	Площадь помещения S, м2	Температура воздуха в помещении до взрыва, to, оС	Скорость воздушного потока в помещении в, м/с	Емкость аварийного аппарата Vап, л
5	Метиловый спирт	500	130	20	0,3	120

1. Расчет избыт. давления взрыва паров ЛВЖ или ГЖ производится по формуле:

,

где m - масса разлившейся жидкости, кг (рассчитывается по формуле).

При аварии все содержимое аппарата поступает в помещение;

H_ж - теплота сгорания горючей жидкости, кДж/кг (определяется по таблице прил. 5);

Р₀ -нач. давление воздуха в помещении, кПа (допускается принимать Р_o=101 кПа);

Z - коэффициент участия паров жидкости во взрыве (принимается Z=0,3 в соответствии с таблицей 3.2);

V_св - свободный объем помещения, м³ (принимается по условиям задания 2);

с_в - плотность воздуха до взрыва при температуре t₀, кг/м³ (определяется по таблице прил. 6 Значение t₀ принимается по условиям задания 2);

С_p - теплоемкость воздуха, кДж/(кг) (допускается принимать С_p=1,01 кДж/(кг);

T_o - температура воздуха в помещении до взрыва, К (принимается Т_о=273+t_o);

К_н - коэфф., учит. негерметичность помещения (допускается принимать К_н=3).

2. Рассчитать значение m по формуле

m= WF_uф= кг ,

где m - масса испарившейся жидкости, кг;

W - интенсивность испарения жидкости, кг/ (м²•с) (рассчит. по формуле (3.13));

F_u - площадь испарения жидкости с поверхности разлива, с (принимается ф = 300 с).

W=10^-6•з••P_н.п.

где з - коэфф., зависящий от скорости воздушного потока в помещении (_в) и температуры воздуха (t, ^оС) (значения _в и t приводятся в задании);

3. Значение з определяется по таблице (3.4));

М - молярная масса паров жидкости, кг/моль. (принимается по таблице прил. 3);

P_нп - давление насыщенного пара жидкости при температуре t, ^оС, указанной в задании, кПа (значение Р н.п. определяется по графику, приведённому в прил. 7).

F_u=V_ап•f = 120 м² ,

где F_u - площадь испарения с поверхности разлива, м²;

V_ап - ёмкость аппарата, л (принимается по условиям задания 2);

f - удел. S поверхности разлива, м/л (приним. 1 м²/л в соответствии с НПБ 105-03).

МДж

МДж

Помещение относится к категории В4;.

Задание 3

Определение категории помещения № 5 по взрывопожарной и пожарной опасности при обращении в нем горючей пыли:

Вариант	Вид горючей пыли	Объем помещения, V, м3	Площадь помешения, V ,м2	Начальная температура воздуха в помещении, Т, К	Доля горючей пыли, К, д.е.	Масса пыли, т1, кг	Масса пыли, m2 ,кг	Масса пыли, выброшенной из аппарата, тап , кг	Интенсивность поступления пыли, а, кг/с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
5	Уголь бурый	293	55	293	0.9	7	7	55	0,5

1. Расчет избыт. P взрыва пыли в помещении (?P), кПа производится по формуле:



кПа

где m - масса пыли, взвешенной в объеме помещения, кг;

H_т - теплота сгорания твердых веществ, кДж/кг ( определяется по таблице прил. 5);

Р_о - нач. давление воздуха в помещении, кПа ( допускается принимать Р_о=101 кПа);

Z - коэффициент участия пыли во взрыве (принимается Z=0,5);

V_св - свободный объем помещения, м³ (принимается по условиям задания 3);

с_в - плотность воздуха в помещении до момента взрыва при нормальных физических условиях (t=20^оС и Р=101 кПа)(определяется по таблице прил. 6);

С_р - теплоемкость воздуха, кДж/(кг•К) (допускается принимать Ср=1,01 кДж/(кг•К);

Т_о - начальная температура воздуха, К (принимается по условиям задания 3);

К_н - коэфф., учит. не герметичность помещения (допускается принимать К_н=3)

2. Предварительно рассчитывается масса пыли, участвующая во взрыве (m), кг

где m_вз - расчетная масса взвихренной пыли, кг (рассчитывается по формуле );

m_ав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварии, кг(рассчитывается по формуле);



кг

где К_вз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние (допускается принимать К_вз = 0,9);

m_п - масса пыли, отложившейся в помещении к моменту аварии, кг:

где К_г - доля горючей пыли в общей массе отложившейся пыли, д.е. (принимается по условиям задания 3);

К_у - коэффициент эффективности пылеуборки (принимается по табл. 3.6));

m₁ - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях, кг (принимается по условиям задания 3);

m₂ - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях, кг (принимается по условиям задания 3).

Под труднодоступными для уборки местами подразумеваются такие поверхности, очистка которых производится только при генеральных пылеуборках.

кг

где m_ап - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение в момент аварии из аппарата, кг (принимается по условиям задания 3);

a - интенсивность поступления пыли в аварийный аппарат по трубопроводу, кг/с (принимается по условиям задания 3);

ф - расчетное время отключения поврежденного аппарата (допускается 120 секунд);

К_п - коэффициент пыли (для пыли с дисперсностью менее 350 мкм допускается принимать К_п=1).

МДж

МДж

Помещение относится к категории В4.

Задание 4

Определение категории помещения №4 по пожарной опасности при обращении в нём твёрдых горючих материалов:

Вариант	Пожарная нагрузка	Площадь размещения пожарной нагрузки, Sн, м2	Минимальное расстояние от штабеля до перекрытия, h, м	Площадь помещения, S, м2	Объем помещения V, м3
	Горючий материал №1	Горючий материал №2
	Горючий материал	Масса горючего материала, m, кг	Горючий материал	Масса горючего материала, m, кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9
5	Кокс	500	Уголь каменный	800	12	3	120	450

1. Определить общую пожарную нагрузку в помещении №4 по формуле :

,

где Q - общая пожарная нагрузка в помещении, МДж;

G_i, - количество і-го горючего материала, кг (принимается по условиям задания 4);

Н_i - теплота сгорания і-го гор. материала, МДж/кг (определяется по табл.прил.4).

МДж

Если при определении категории В2 или В3 выполняется условие:

,

то помещение должно быть отнесено к категориям В1 или В2 соответственно

(значения h принимаются по условиям задания 4).

Помещение относится к категории В2.

Вывод: В задании 1 помещение относится к категории А, в задании 2,3 помещения относится к категории В4 и в задании 4 помещение было отнесено к категории В2.

Размещено на Allbest.ru