Типы взрывов, их применение и защита от них

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Курганский государственный университет»

Кафедра «Экология и безопасность жизнедеятельности»

Курсовая работа

Дисциплина «Теория горения и взрыва»

Тема: Взрыв. Типы взрывов, их применение и защита от них

Студент

Федичкин В.А.

г. Курган, 2019



Оглавление

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Общие сведенья о взрыве

1.2 Классификация типов взрывов

1.3 Область применения взрывов

1.4 Действие взрыва на человека

1.5 Способы защиты от взрывов

2. Расчётно-практическая часть

2.1 Расчёт объема и процентного состава продуктов горения вещества сложного элементарного состава

2.2 Расчёт действительной температуры горения сложного вещества с известным элементным составом

2.3 Расчёт безопасных концентраций газов и паров с использованием коэффициентов безопасности

2.4 Расчёт максимального давления взрыва газов и паров

2.5 Расчёт избыточного давления взрыва индивидуальных веществ

2.6 Расчёт тротилового эквивалента взрыва

2.7 Расчёт радиуса зон разрушения

Заключение

Список используемых источников



Введение

Актуальность изучения вопросов о взрыве состоит в том, что взрывы причиняют значительный материальный ущерб, в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей.

С каждым годом увеличиваются объемы обращающихся на объектах экономики горючих веществ и материалов. Знание свойств этих веществ и материалов, влияющих на их пожарную и взрывную опасность, является одним из условий, необходимых для прогнозирования развития взрыва и его опасных факторов, а в конечном итоге позволяет планировать противовзрывные меры.

Цель курсовой работы: Овладеть навыками в области техносферной безопасности путем решения профессиональных задач по расчету и оценке различных видов опасностей при проведении процессов горения и взрыва.

Задачи курсовой работы:

- ознакомление с теорией взрыва;

- изучение области применения взрыва и действие его на человека;

- определение основных мер защиты от взрыва;

- овладение методами расчета объема и процентного состава продуктов горения вещества сложного элементного состава, расчета действительной температуры горения сложного вещества с известным элементарным составом;

- овладение методиками расчета безопасных концентраций газов и паров с использованием коэффициентов безопасности, расчета максимального давления взрыва газов и паров;

- овладение методиками расчета тротилового эквивалента взрыва и расчета радиуса зон разрушения.



1. Теоретическая часть

1.1 Общие сведенья о взрыве

Взрыв - это быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого образуется и распространяется ударная волна, способная привести и приводящая к техногенной чрезвычайной ситуации.

Характерные особенности взрыва:

· большая скорость химического превращения;

· большое количество газообразных продуктов;

· сильный звуковой эффект (грохот, громкий звук, шум, сильный хлопок);

· мощное дробящее действие.

Под взрывчатыми веществами понимают - неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под воздействием определенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу. [1]

Основные свойства взрывчатых веществ определяются взрывчатыми и физико-химическими характеристиками.

* Взрывчатыми характеристиками являются:

-- теплота взрыва;

-- температура продуктов взрыва;

-- скорость детонации;

-- бризантность;

-- работоспособность (фугасность).

* Физико-химическими характеристиками являются:

-- чувствительность к механическим и тепловым воздействиям;

-- химическая и физическая стойкость;

-- плотность (вес в единице объема).

Классическими примерами взрывчатых веществ являются химические соединения (гексоген, тротил и др.) и механические смеси (аммиачно-селитренные и нитроглицериновые). Различают инициирующие, бризантные и метательные твердые взрывчатые вещества.

1.2 Классификация типов взрывов

1. Физический - энергия взрыва представляет собой потенциальную энергию сжатого газа или пара. В зависимости от величины внутреннего давления энергии получается взрыв различной мощности. Механическое воздействие взрыва обусловлено действием ударной волны. Обломки оболочки обуславливают дополнительное поражающее действие.

Рисунок 1 - Пример физического взрыва

2. Химический - в этом случае взрыв обусловлен практически мгновенным химическим взаимодействием веществ, входящих в состав, с выделением большого количества тепла, а также газов и пара с высокой степенью сжатия. Взрывы подобных типов характерны, к примеру, для пороха. Возникающие в результате химической реакции вещества при нагреве приобретают большое давление. Взрыв пиротехники тоже относится к этому виду.

Рисунок 2 - Пример химического взрыва

3. Атомные взрывы представляют собой молниеносные реакции ядерного расщепления или слияния, характеризующиеся огромной мощностью выделяемой энергии, в том числе тепловой. Колоссальная температура в эпицентре взрыва приводит к образованию зоны очень высокого давления. Расширение газа приводит к появлению ударной волны, являющейся причиной механических разрушений. [2]



Рисунок 3 - Пример атомного взрыва

Так же взрывы классифицируют по происхождению выделившейся энергии на:

· Химические - к ним относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.

· Взрывы ёмкостей под давлением (газовые баллоны, паровые котлы) - Причинами взрывов сосудов, работающих под давлением, могут быть ошибки, допущенные при проектировании и изготовлении сосуда, дефекты материалов, потеря прочности в результате местных перегревов, ударов, превышение рабочего давления в результате отсутствия или неисправности контрольно-измерительных приборов, отсутствие или неисправность предохранительных клапанов, мембран, запорной и отключающей арматуры.

· Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE) - Взрыв данного типа происходит при разрушении сосуда, содержащего жидкость, нагретую выше температуры кипения при атмосферном давлении (перегретую жидкость).

· Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях.

· Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой.

· Ядерные - неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции деления или реакции термоядерного синтеза за очень малый промежуток времени. [3]

· Электрические (например, при грозе).

1.3 Область применения взрывов

Область применения взрывов различна, сначала взрывы применялись лишь в военных целях, сейчас же дела обстоят иначе, рассмотрим несколько видом применения взрывов:

· Основные объёмы применения взрывной технологии приходятся на горное дело и строительство, где с помощью взрыва проводится дробление материалов (главным образом массивов горных пород), их уплотнение, направление перемещение.

· Изучение строения земной коры, в процессе данного исследования ученые порождают специальные волны на поверхности земли при помощи взрывов и отмечают время, за которое волны вернулись назад. Для этого применяется прибор сейсмограф. Различаются два вида волн. Продольные перемещаются во всех средах, а поперечные волны только в твердой среде. При помощи сейсмических волн можно узнать, с какой скоростью распространяются волны, а затем по этому времени определить глубину пород. [7]

· Горно-разведочные работы на месторождениях полезных ископаемых -- проходка канав, шурфов, штолен, стволов и т.п.

· Обработка металлов (для сварки, штамповки, упрочнения и пр.) и применение во многих других областях техники (энергия взрывчатого вещества приводит в действие инструмент, позволяющий расщеплять или разрезать кабели, пробивать отверстия, клепать, гравировать на металлах).

· Взрывом гасят лесные и торфяные пожары.

· Разбрасывание органических удобрений на полях. Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при внесении в почву органических удобрений в виде липких вязкопластичных смесей, таких как отходы сахарного производства, свежий навоз и др., с применением взрыва. Способ включает разгрузку удобрения в бурты, определение необходимой величины заряда взрывчатых веществ, установку в бурты зарядов взрывчатых веществ, инициирование взрыва, перепахивание почвы. В качестве заряда взрывчатых веществ используют взрывчатую газовую смесь, а удобрение выгружают в поддон, выполненный с плоским дном и пологими бортами. Перед разгрузкой на дно поддона укладывают замкнутую оболочку, снабженную шлангом и выполненную из эластичного материала, в которой размещают средства инициирования взрыва, а после разгрузки удобрения полость оболочки через шланг заполняют взрывчатой смесью газов в рассчитанном объеме. Способ позволяет повысить равномерность внесения удобрений и исключает повреждение почвы от взрыва. [8]

1.4 Действие взрыва на человека

Продукты взрыва и образовавшаяся в результате их действия воздушная ударная волна способны наносить человеку различные травмы, в том числе смертельные. При непосредственном воздействии ударной волны основной причиной травм у людей является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, различные переломы и т.п. Кроме того, скоростной напор воздуха может отбросить человека на значительное расстояние и причинить ему при ударе о землю (или препятствие) повреждения. [3]

Характер и тяжесть поражения людей зависят от величины параметров ударной волны, положения человека в момент взрыва, степени его защищенности. При прочих равных условиях наиболее тяжелые поражения получают люди, находящиеся в момент прихода ударной волны вне укрытий в положении стоя. В этом случае площадь воздействия скоростного напора воздуха будет примерно в 6 раз больше, чем в положении человека лежа. [6]

Поражения, возникающие под действием ударной волны, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые (смертельные); их характеристики приведены ниже:

· легкое - легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы и вывихи конечностей;

· среднее - травмы мозга с потерей сознания, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные переломы и вывихи конечностей;

· тяжелое - сильная контузия всего организма, повреждение внутренних органов и мозга, тяжелые переломы конечностей; возможны смертельные исходы;

· крайне тяжелое - травмы, обычно приводящие к смертельному исходу.

Косвенное воздействие ударной волны заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею. [3]

1.5 Способы защиты от взрывов

Способы защиты персонала и оборудования от поражения и разрушения при взрыве смесей:

- проектирование прочных ограждений конструкций, способных выдержать нагрузку, равную максимальному давлению при взрыве;

- создание во взрывоопасных зонах инертной среды, в которой содержание кислорода было бы меньше необходимого для поддержания горения;

- изоляция взрывоопасной зоны прочными стенами;

- расположение взрывоопасного производства в местах, где при взрыве не будет причинен вред окружающей среде;

- установка специальных предохранительных клапанов для сброса давления взрыва;

- подавление взрыва (предотвращение распространения пламени);

- строительство для персонала защитных сооружений (убежищ).[5]

Техника предотвращения взрывов.

Для предотвращения взрывоопасных ситуаций принимается комплекс мер, которые зависят от вида выпускаемой продукции.

Многие меры являются специфическими и могут быть присущи только одному или нескольким видам производств. Существуют меры, соблюдение которых необходимо для всех видов химического производства или, по крайней мере, для их большинства.

В первую очередь для всех взрывоопасных производств, хранилищ, баз, складов и т.п., имеющих в своем составе взрывчатые вещества, предъявляются требования к территории для их размещения, которые выбираются по возможности в незаселенных или малозаселенных районах. При невозможности выполнения этого условия строительство должно осуществляться на безопасных расстояниях от населенных пунктов, других промышленных предприятий, железных и шоссейных дорог общего пользования, водных путей и иметь свои подъездные пути.

В химической и нефтехимической промышленности применяются автоматические системы защиты, целью которых являются: сигнализация и оповещение об аварийных ситуациях производственного процесса; вывод из предаварийного состояния потенциально опасных технологических процессов при нарушении регламентных параметров (температуры, давления, состава, скорости); обнаружение загазованности производственных помещений и автоматического включения устройств, предупреждающих об образовании смеси газов и паров с воздухом взрывоопасных концентраций; безаварийная установка отдельных агрегатов или всего производства при внезапном прекращении подачи тепла и электроэнергии, инертного газа, сжатого воздуха. [3]

Источниками аварий химических производств могут быть прекращение подачи электроэнергии, снижение подачи пара и воды в магистральных трубопроводах, в результате чего нарушается технологический режим и создаются чрезвычайно опасные аварийные ситуации. В связи с этим принимаются меры по надежному обеспечению тепло-энергоснабжения химических предприятий, совершенствованию технологических средств, обеспечивающих их безопасную остановку и последующий пуск. [6]

Непременным условием надежной безаварийной работы любого производства является высокая профессиональная подготовленность штатного персонала предприятий, баз, складов, а также специальных аварийных бригад, осуществляющих ремонт, надзор и ликвидацию аварий. [5]

Взрыву больших объемов пылевоздушных смесей, как правило, предшествуют небольшие местные хлопки и локальные взрывы внутри оборудования и аппаратуры. При этом возникают слабые ударные волны, встряхивающие и поднимающие в воздух большие массы пыли, накопившиеся на поверхности пола, стен и оборудования.

Чтобы исключить взрыв пылевоздушных смесей, необходимо не допускать значительных скоплений пыли. Это достигается: улучшением технологии производства, повышением надежности оборудования, правильным расчетом и монтажом вентиляционных пылесосных установок.

Инициатором практически всех взрывов газо-, паро- и пылевоздушных смесей является искра, поэтому на всех производствах, где возможно образование этих смесей, необходимо обеспечивать надежную защиту от статического электричества, предусматривать мероприятия против искрения электроприборов и другого оборудования. Любое оборудование повышенного давления должно быть укомплектовано системами взрывозащиты, которые предполагают: применение оборудования, рассчитанного на давление взрыва; применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных или паровых завес; защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки, обратные клапаны и т.д.).

Взрывозащита систем повышенного давления достигается также организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; контролем и надзором за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности и т.п. [3]

Оборудования для предотвращения распространения взрыва на промышленных предприятиях

Эффективное решение для защиты технологического оборудования и промышленных предприятий, предотвращающее распространение взрыва.

На промышленных предприятиях часто присутствует взрывоопасная концентрация горящей пыли. В случае наличия эффективных источников воспламенения в этих устройствах, невозможно исключить риск взрыва. Во многих случаях, технологическое производство соединено между собой, например: трубопроводы, конвейеры и т.д.

Шиберная задвижка

Шиберная задвижка используется для предотвращения распространения взрыва в трубопроводе.



Рисунок 4 - Шиберная задвижка

Преимущества:

· используется для размеров труб от DN 50

· устойчивость к давлению до 10 бар

· чрезвычайно быстрое время реакции 0,04 сек

· короткое расстояние установки

Устройство предназначено для предотвращения распространения взрыва на впускном трубопроводе:

· фильтров

· бункеров

· мельниц

· дробилок

· сепараторов

· циклонов и др.

Особенности шиберной задвижки

Активация шиберной задвижки происходит после обнаружения взрыва. Детектор передаст сигнал о возникшем взрыве к панели управления, которая активирует закрывающий механизм шиберной задвижки. Шиберная задвижка закрывается пневматически. Оснащена системой Safe Design, которая активируется в случае неполадки.



Рисунок 5 - устройство с шиберной задвижкой HRD Барьер

HRD барьер характеризуются чрезвычайно быстрым внесением огнетушащего вещества в трубопровод, подсоединённый к защищаемой технологии. В случае взрыва в первую очередь в трубопроводе распространяется взрывное давление с последующим фронтом пламени. Обе эти величины возможно определить специальными датчиками: оптическими и датчиками давления, которые разработаны для этой цели.

Рисунок 6 - HRD барьер

Преимущества:

· высокая скорость реакции системы

· независимое архивирование данных с детекторов

· вариабельность датчиков, устройств управления и активных элементов

· высокое качество компонентов

· может использоваться для внешних и внутренних установок

· высокая надёжность системы

· соответствует EN 15 089

HRD Барьер используется для предотвращения распространения взрыва в трубопроводе:

· фильтров

· бункеров

· мельниц

· дробилок

· сепараторов

· сушилок

· циклонов и др.

Особенности системы

Детекторы передают сигнал к панели управления, которая активирует HRD активные элементы. Они оснащены быстрооткрывающимися клапанами, которые способны мгновенно внести огнетушащее вещество в защищаемое устройство и создать весьма эффективный барьер.

Рисунок 7 - устройство с HRD барьером



Обратный клапан B-FLAP

Экономным решением защиты для предотвращения распространения взрыва во впускном трубопроводе является обратный клапан B-FLAP, который отвечает EN 16447. В процессе текущей работы клапан открыт за счет потока воздушной массы. В случае взрыва в оборудовании клапан закрывается волной давления и за счёт этого предотвращается распространение взрыва в другие части оборудования или производственной технологии. взрыв горение пар разрушение

Рисунок 8 - обратный клапан B-FLAP

Преимущества:

· широкий спектр размеров от Ш 100 мм до Ш 630 мм.

· возможность использования для органической и неорганической пыли

· механическое оборудование без необходимости в электрической энергии и системы спуска

· низкие потери давления

· высокая устойчивость к давлению

· открытие клапана, независящее от потока внутри трубопровода

· возможность использования датчика положения

· простота установки, контроля и обслуживания

· низкие затраты на обслуживание

· механическая блокировка при закрытии клапана

Устройство предназначено для предотвращения распространения взрыва во впускном трубопроводе:

· фильтров

· бункеров

· мельниц

· дробилок

· сепараторов

· циклонов и др.

Рисунок 9 - Устройство с обратным клапаном B-FLAP

Выбираемая электрическая сигнализация положения клапана подсоединена к конечному датчику, который определяет его функциональное состояние (открыт/закрыт)[9].



2. Расчётно-практическая часть

2.1 Расчёт объема и процентного состава продуктов горения вещества сложного элементарного состава

Вариант 11

Задача: Определить объем и состав в объемных процентах продуктов горения, образовавшихся при сгорании заданной массы вещества при данных температуре и давлении. Горение протекает с избытком воздуха б.

Дано: Ксилол C8H10, m=11 кг, t=20°C, p=790 мм рт ст, б=1,4.

Решение:

1. Записываем уравнение реакции горения и вписываем все известные и неизвестные величины:

,

М=106 моль; 10,5Ч4,76ЧVM ; 8ЧVM , 5*Vм; 10,5Ч3,76ЧVM.

2. Рассчитаем, какой объем занимает 1 кмоль газообразных веществ при заданных температуре и давлении.

(м3/кмоль).

3. Теоретический объем продуктов горения (VПГ) определяем по уравнению реакции:

(м3).

4. Горение протекает с коэффициентом избытка воздуха, следовательно, в состав продуктов горения войдет избыточный воздух ДVв. Для расчета избытка воздуха по уравнению реакции найдем теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания бутана:

(м3).,

Избыток воздуха определим по формуле:

,

(м3).

С учетом избытка воздуха практический объем продуктов горения составит:

(м3).

5. Иногда возникает необходимость рассчитать объем отдельных компонентов продуктов горения и их процентный состав.

В этом случае по уравнению реакции определяем объем .

м3);

(м3);

(м3);

(м3).

Объемная концентрация каждого компонента смеси рассчитывается следующим образом:



;

;

;

.

Следует обратить внимание, что более половины объема всех продуктов горения - это азот воздуха, израсходованного на горение. Если же горение протекает с коэффициентом избытка воздуха б>1, то избыточный воздух также составляет значительную часть продуктов горения.

Ответ: V(CO2)=14,5м3; V(H2O)=8,7м3; V(N2)=78,5м3; =12,90%; =7,74%; =69,86%.

2.2 Расчёт действительной температуры горения сложного вещества с известным элементным составом

Задача: Вычислить действительную температуру горения сложного вещества с известным элементным составом, при потерях тепла излучением з и коэффициенте избытка воздуха б. Условия нормальные.

Дано: Уголь, C-29,1%, H-2,2%, О-8,7%, N-0,6%, S-2,9%, влага (W)-33,0%, зола-23,5%, з=20%, б=1,1.

Решение:

1)Определяем объем каждого компонента продуктов горения 1 кг березовского угля по формулам:

;

;



;

.

(м3);

(м3);

(м3);

(м3);

(м3).

2)Горение протекает с коэффициентом избытка воздуха 1,3, следовательно, в состав продуктов горения будет входить избыточный воздух.

По формуле определяем теоретический объем воздуха, необходимый для горения данной массы образца:

(м3).

Избыток воздуха определим по формуле

м3).

С учетом избытка воздуха практический объем продуктов горения составит:

м3).



3)Рассчитываем по формуле Д.И. Менделеева

,

кДж/кг).,

4)С учетом теплопотерь определяем теплосодержание продуктов горения

кДж/кг).

5)Определяем среднее теплосодержание продуктов горения

кДж/м3).

По таблице приложения 1, ориентируясь на азот, определяем Т1=1300єС.

6)Определяем теплосодержание продуктов горения при 1500єС

(кДж).

следовательно, выбираем Т2=1000єС.

8)Определяем теплосодержание продуктов горения при 1000єС

(кДж).

, следовательно, температура горения вещества находится в интервале от 1400єС до 1500єС.

10)Определяем температуру горения по формуле:

,

єС) = 1302 (К).

Ответ: Тг=1302 К.

2.3 Расчёт безопасных концентраций газов и паров с использованием коэффициентов безопасности

Задача: Рассчитать безопасные концентрации паров вещества с использованием коэффициентов безопасности и определить, можно ли проводить данный вид работ.

Дано: Диэтиловый эфир C4H10O, концентрация паров 0,4%, вид работы - вентиляц. камера.

Решение:

1. Составляем уравнение реакции горения гидразина:

, т.е.=6.

%.

2. Рассчитываем безопасную концентрацию:

При расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров и пыли внутри технического оборудования, трубопроводов, вентиляционных систем Кб = 2

%, то 0,1<0,205 , следовательно, проводить газопровод можно.

Ответ: 0,1<0,205 - можно.

2.4 Расчёт максимального давления взрыва газов и паров

Задача: Вычислить максимальное давление взрыва смеси вещества с воздухом, если начальное давление 101,3 кПа, начальная температура 273 К, температура взрыва Т, К.

Дано: Ацетальдегид С2Н4O, Твзр=2084К.

Решение:

1. Составляем уравнение реакции горения ацетальдегиа в воздухе

.

2. Рассчитываем число молей (киломолей) газообразных веществ до и после взрыва:

(моль);

(моль).

3. Максимальное давление взрыва составит

(кПа).

Ответ: =933,9 кПа.

2.5 Расчёт избыточного давления взрыва индивидуальных веществ

Задача: Вычислить избыточное давление взрыва в помещении, где обращается заданное вещество.

Данные для расчета

1. Характеристика горючего вещества: температура вспышки tвсп,єС; нижний концентрационный предел распространения пламени НКПР; константы уравнения Антуана; плотность жидкости сж; максимальное давление взрыва паров вещества Рmax.

2. Характеристика помещения: длина l, ширина b, высота h; температура воздуха в помещении Тв, єС, скорость воздушного потока в помещении U, м/с.

3. Характеристика оборудования и параметры технологического процесса: объем аппарата Vап, м3; степень заполнения аппарата жидкостью е, температура жидкости в аппарате Тж, єС.

В результате аварийной ситуации аппарат полностью разрушен, вся жидкость поступила в помещение. Испарение жидкости проходило в течение ф, ч.

Дано: N,N- диметилформамид C3H7ON, tВСП=+53 єС, НКПР=2,35%, А=6,15939, В=1482,985, С=204,342, =950 кг/м3, l=38 м, b=24 м, h=3 м, Тв=25 єС, U=0,2 м/с, VАП=0,07 м3, ??=0,73, Тж=38 єС, ф=1,1 ч.

Решение:

1. Определяем массу жидкости, которая поступит в помещение .

m=950*0,07*0,73=48,5 (кг).

2. Определяем площадь испарения жидкости SИСПАР=48,5 м2.

3. Определяем интенсивность испарения WИСП. Для этого находим неизвестные величины.

При 25 єС и ВОЗД=0,2 м/с коэффициент =2,1.

Молярная масса N,N- диметилформамида (C3H7ON) 

M=3*12+7*1+16*1+14*1=73 (кг/кмоль).

Давление насыщенного пара бутилового спирта определяем по уравнению Антуана. В качестве температуры жидкости tж принимаем среднюю температуру между температурой воздуха в помещении и температурой жидкости в аппарате:

єС).

кПа).

Тогда интенсивность испарения будет равна

кг/м2с).

4. Определяем массу жидкости, испарившейся с поверхности разлива

Расчетное время испарения принимаем (с).

Тогда (кг).

5. Избыточное давление при взрыве паров бутилового спирта определяем по формуле

;

Для расчета нам известны величины:

кПа; кПа; m=111,9кг; Z=0,3; КН=3.



Остальные величины VСВ, Г, ССТЕХ необходимо рассчитать.

6. Определим свободный объем помещения VСВ:

(м3).

7. Определим плотность паров бутилового спирта в помещении ?Г.

Температура воздуха в помещении єС.

Поскольку атмосферное давление в помещении принимаем равным нормальному атмосферному давлению , плотность паров можно рассчитать по формуле:

;

кг/м3).

8. Определим стехиометрическую концентрацию паров бутилового спирта:

Уравнение реакции горения бутилового спирта:

, т.е. ;

%.

9. Определяем избыточное давление взрыва паров бутилового спирта, используя полученные величины:

(кПа).

Ответ: = 22,4 кПа.

2.6 Расчёт тротилового эквивалента взрыва

Задача: В производственном помещении находится аппарат с горючей жидкостью. Масса жидкости в аппарате m, кг. В результате аварии аппарат разрушен, жидкость поступила в помещение и полностью испарилась. Вычислить тротиловый эквивалент взрыва паровоздушной смеси. Теплота сгорания вещества составляет Qн, кДж/моль.

Дано: Диэтиламин С4Н11N, m=20 кг, Qг=2550,8 кДж/моль.

Решение:

1. Определим низшую теплоту сгорания гексилового спирта

М(С4Н11N) = 4*12+11*1+1*14=73 (кг/кмоль).

(кДж/кг).

2. Для легковоспламеняющейся жидкости диэтиламина в замкнутом помещении z=0,3.

3. Рассчитаем тротиловый эквивалент взрыва по формуле:

;

кг).

Ответ: =21,648 кг.

2.7 Расчёт радиуса зон разрушения

Задача: Определить радиус зон разрушений в помещении, где произошло разрушение аппарата с заданным веществом.

Дано: N,N- диметилформамид C3H7ON, ДHсгор= 1284 кДж/моль, m=48,5 (кг) .

Решение:

1)Определим низшую теплоту сгорания N,N- диметилформамида

М(С3Н7ОN) = 73 кг/кмоль;

ДНсгор = 1284 кДж/моль;

(кДж/кг).

2)Для легковоспламеняющейся жидкости бутилового спирта в замкнутом помещении z=0,3.

3)Рассчитаем тротиловый эквивалент взрыва

кг).

4)В соответствии с расчетом ?Р=22,4 кПа.

Тогда класс зоны разрушений 1 и коэффициент К= 3,8.

5)Радиус зоны разрушений составит:

;

(м).

Ответ: =0,63 м.



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены общие сведения о взрыве, классификация типов взрывов, область применения, область существования, действия на человека и способы защиты от взрывов.

В ходе работы были определены объем и процентный состав продуктов горения сложного элементарного состава - Ксилола C8H10. Рассчитана действительная температура горения угля. В результате чего была достигнута следующая задача - овладение методами расчета объема и процентного состава продуктов горения и действительной температуры горения.

Также были получены навыки определения безопасных концентраций газов и паров с использованием коэффициентов безопасности для токсичных работ; рассчитано избыточное давление взрыва газов и паров для помещения, где находится N,N- диметилформамид C3H7ON; максимальное давление взрыва смеси ацетальдегида С2Н4O с воздухом; тротиловый эквивалент от аппарата с Диэтиламином С4Н11N, а также радиус разрушения. Таким образом была выполнена следующая задача - овладение методиками расчета безопасных концентраций, избыточного и максимального давления взрыва газов и паров, расчета тротилового эквивалента взрыва и радиуса зон разрушения в помещениях. В ходе освоения данных методик и изучения материала сформировалось общее представление о процессе горения и взрыве, как источнике опасности.

Целью данной работы было овладеть навыками в области техносферной безопасности путем решения профессиональных задач по расчету и оценке различных видов опасностей при проведении процессов горения и взрыва.

Цель была достигнута в ходе написания курсовой работы.



Список используемых источников

1. Бобок С.А., Юртушкин В.И. Чрезвычайные ситуации: защита населения и территорий. - М., 2004.

Размещено на Allbest.ru