Sagorevanje mešavina gasa i pare i vazduha. Eksplozija, detonacija. Ispitivanje: Teorija sagorevanja i eksplozije Metoda eksperimentalnog određivanja uslova termičkog spontanog sagorevanja čvrstih tela i materijala

1 Metoda se sastoji u određivanju gornje granice za maksimalnu i prosječnu brzinu povećanja tlaka eksplozije mješavine plina i para-vazduha u sfernoj reakcionoj posudi konstantne zapremine.

Gornja granica za maksimalnu brzinu porasta pritiska u kPa s -1 izračunava se po formuli

gdje str i- početni pritisak, kPa;

S i. i- normalna brzina širenja plamena pri početnom pritisku i temperaturi, m·s -1;

a- radijus sferne reakcijske posude, m;

Bezdimenzionalni maksimalni pritisak eksplozije;

R  - maksimalni apsolutni pritisak eksplozije, kPa;

 i- indeks adijabate za ispitivanu smjesu;

 je termokinetički eksponent kao funkcija normalne brzine širenja plamena kao funkcija pritiska i temperature. Ako vrijednost  nepoznato, uzima se jednakim 0,4.

Gornja granica za prosječnu brzinu porasta tlaka u kPa s -1 izračunava se po formuli

, (98)

gdje je funkcija parametara  e ,  i ,  , čije se vrijednosti nalaze pomoću nomograma prikazanih na Sl. 26 i 27.

Vrijednosti  e i  i nalaze se termodinamičkim proračunom ili, u slučaju nemogućnosti proračuna, uzimaju se jednakima 9,0 i 1,4, respektivno.

Relativna srednja kvadratna greška izračunavanja po formulama (97) i (98) ne prelazi 20%.

2. Maksimalna brzina porasta tlaka eksplozije mješavine plina i para-vazduh za supstance koje se sastoje od atoma C, H, O, N, S, F, Cl izračunava se po formuli

, (99)

gdje V- zapremina reakcione posude, m 3 .

Relativna srednja kvadratna greška izračunavanja po formuli (99) ne prelazi 30%.

Metoda za eksperimentalno određivanje uslova termičkog spontanog sagorevanja čvrstih materija i materijala

1. Hardver.

Oprema za određivanje uslova termičkog spontanog sagorevanja uključuje sledeće elemente.

1.1. Termostat s kapacitetom radne komore od najmanje 40 dm 3 s termostatom koji vam omogućava održavanje konstantne temperature od 60 do 250 ° C s greškom ne većom od 3 ° C.

1.2. Korpe od metala otpornog na koroziju kubičnog ili cilindričnog oblika visine 35, 50, 70, 100, 140 i 200 mm (10 komada svake veličine) sa poklopcima. Prečnik cilindrične korpe treba da bude jednak njenoj visini. Debljina stijenke korpe je (1,0 ± 0,1) mm.

1.3. Termoelektrični pretvarači (ne manje od 3) sa maksimalnim prečnikom radnog spoja ne većim od 0,8 mm.

2. Priprema za test.

2.1. Izvršite test kalibracije da odredite ispravku ( t T) na očitavanja termoelektričnih pretvarača 2 i 3 . Da biste to učinili, korpa s nezapaljivom tvari (na primjer, kalcinirani pijesak) stavlja se u termostat zagrijan na datu temperaturu. Termoelektrični pretvarači (slika 2) su postavljeni tako da je radni spoj jednog termoelektričnog pretvarača u kontaktu sa uzorkom i nalazi se u njegovom centru, drugog je u kontaktu sa spoljnom stranom korpe, trećeg jedan je na udaljenosti od (30 ± 1) mm od zida korpe. Radni spojevi sva tri termoelektrična pretvarača moraju biti smješteni na istom horizontalnom nivou, što odgovara srednjoj liniji termostata.

1 , 2 , 3 - radni spojevi termoelektričnih pretvarača.

Korpa sa nezapaljivom materijom drži se u termostatu sve dok se ne uspostavi stacionarni režim, u kojem se očitavaju sve termoelektrične

sonde 10 minuta ostaju nepromijenjene ili fluktuiraju sa konstantnom amplitudom oko prosječnih temperatura t 1 , t 2 , t 3 . Izmjena  t T se izračunava po formuli

, (100)

2.2. Uzorci za ispitivanje treba da karakterišu prosečna svojstva ispitivane supstance (materijala). Prilikom testiranja pločastog materijala on se skuplja u hrpu koja odgovara unutrašnjim dimenzijama korpe. U uzorcima monolitnih materijala, rupa promjera (7,0 ± 0,5) mm je prethodno izbušena do centra za termoelektrični pretvarač.

Kretanje plamena kroz mešavinu gasova nazvano širenje plamena. U zavisnosti od brzine širenja plamena, sagorevanje može biti deflagraciono brzinom od nekoliko m/s, eksplozivno - brzinom reda desetina i stotina m/s, i detonacija - hiljadama m/s.
Za deflagraciju ili normalno širenje plamena karakterističan je prijenos topline sa sloja na sloj, a plamen koji se javlja u smjesi zagrijanoj i razrijeđenoj aktivnim radikalima i produktima reakcije kreće se u smjeru početne zapaljive smjese. To se objašnjava činjenicom da plamen, takoreći, postaje izvor koji oslobađa kontinuirani tok topline i kemijski aktivnih čestica. Kao rezultat, front plamena se kreće prema zapaljivoj smjesi.
deflagraciono sagorevanje dijele se na laminarne i turbulentne.
Laminarno sagorijevanje karakterizira normalna brzina širenja plamena.
Normalna brzina širenja plamena, prema GOST 12.1.044 SSBT, naziva se prednja brzina plamena u odnosu na neizgoreli gas, u pravcu okomitom na njegovu površinu.
Vrijednost normalne brzine širenja plamena, kao jedan od pokazatelja opasnosti od požara i eksplozije tvari, karakterizira opasnost industrije povezanih s upotrebom tekućina i plinova, koristi se za izračunavanje brzine povećanja eksploziva. pritisak gasa, para-vazduh smeša, kritičnog (gašenja) prečnika i pri izradi mera, obezbeđujući požarnu i eksplozivnu sigurnost tehnoloških procesa u skladu sa zahtevima GOST 12.1.004 i GOST 12.1.010 SSBT.
Normalna brzina širenja plamena - fizičko-hemijska konstanta smeše - zavisi od sastava smeše, pritiska i temperature i određena je brzinom hemijske reakcije i molekularnom toplotnom provodljivošću.
Temperatura relativno malo povećava normalnu brzinu širenja plamena, inertne nečistoće je smanjuju, a povećanje pritiska dovodi do povećanja ili smanjenja brzine.
U laminarnom strujanju gasa brzine plina su male, a zapaljiva smjesa nastaje kao rezultat molekularne difuzije. Brzina gorenja u ovom slučaju ovisi o brzini stvaranja zapaljive smjese. turbulentni plamen Nastaje s povećanjem brzine širenja plamena, kada je poremećena laminarnost njegovog kretanja. U turbulentnom plamenu, vrtlog gasnih mlazova poboljšava mešanje reagujućih gasova, jer se površina kroz koju se dešava molekularna difuzija povećava.
Kao rezultat interakcije zapaljive tvari s oksidacijskim sredstvom, nastaju produkti izgaranja, čiji sastav ovisi o početnim spojevima i uvjetima reakcije izgaranja.
Potpunim sagorevanjem organskih jedinjenja nastaju CO 2, SO 2, H 2 O, N 2, a sagorevanjem neorganskih jedinjenja nastaju oksidi. Ovisno o temperaturi topljenja, produkti reakcije mogu biti ili u obliku taline (Al 2 O 3, TiO 2), ili se dizati u zrak u obliku dima (P 2 O 5, Na 2 O, MgO) . Rastopljene čvrste čestice stvaraju sjaj plamena. Prilikom sagorevanja ugljovodonika, jaku svetlost plamena obezbeđuje sjaj čestica čađe koje se formiraju u velikim količinama. Smanjenje sadržaja čađe kao rezultat njene oksidacije smanjuje svjetlinu plamena, a smanjenje temperature otežava oksidaciju čađe i dovodi do stvaranja čađi u plamenu.
Da bi se prekinula reakcija sagorevanja, potrebno je narušiti uslove za njen nastanak i održavanje. Obično se za gašenje koristi kršenje dva osnovna uvjeta stabilnog stanja - smanjenje temperature i način kretanja plinova.
Pad temperature može se postići uvođenjem supstanci koje upijaju mnogo topline kao rezultat isparavanja i disocijacije (npr. voda, prah).
Način kretanja plina može se promijeniti smanjenjem i eliminacijom dovoda kisika.
Eksplozija, prema GOST 12.1.010 " Dokaz eksplozije”, - brza transformacija tvari (eksplozivno sagorijevanje), praćena oslobađanjem energije i stvaranjem komprimiranih plinova sposobnih za rad.
Eksplozija, po pravilu, dovodi do intenzivnog povećanja pritiska. Udarni talas se formira i širi u okolini.
udarni talas ima destruktivnu sposobnost ako je višak tlaka u njemu veći od 15 kPa. Širi se u gasu ispred fronta plamena brzinom zvuka od 330 m/s. Prilikom eksplozije početna energija se pretvara u energiju zagrijanih komprimiranih plinova, koja se pretvara u energiju kretanja, kompresije i zagrijavanja medija. Moguće su različite vrste početne energije eksplozije - električna, termička, energija elastične kompresije, atomska, hemijska.
Glavni parametri koji karakterišu opasnost od eksplozije u skladu sa GOST 12.1.010 su pritisak na frontu udarnog talasa, maksimalni pritisak eksplozije, prosečna i maksimalna brzina povećanja pritiska tokom eksplozije, drobljenja ili visokoeksplozivna svojstva eksplozivno okruženje.
Opšti efekat eksplozije manifestuje se uništavanjem opreme ili prostorija izazvanim udarnim talasom, kao i oslobađanjem štetnih materija (proizvoda eksplozije ili sadržanih u opremi).
Max Burst Pressure(P max) - najviši pritisak koji nastaje tokom eksplozije gasa, pare ili prašine i vazduha u zatvorenoj posudi pri početnom pritisku mešavine od 101,3 kPa.
Brzina porasta pritiska eksplozije(dR/dt) je derivacija tlaka eksplozije u odnosu na vrijeme na uzlaznom dijelu ovisnosti tlaka eksplozije mješavine plina, pare, prašine i zraka u zatvorenoj posudi od vremena. U ovom slučaju razlikuju se maksimalna i prosječna stopa porasta pritiska tokom eksplozije. Prilikom utvrđivanja maksimalne brzine koristi se prirast pritiska u pravolinijskom presjeku ovisnosti tlaka eksplozije od vremena, a pri određivanju prosječne brzine na presjeku između maksimalnog tlaka eksplozije i početnog tlaka u posudi prije koristi se eksplozija.
Obje ove karakteristike su važni faktori za zaštitu od eksplozije. Koriste se pri utvrđivanju kategorije prostorija i zgrada u pogledu opasnosti od eksplozije i požara, u proračunu sigurnosnih uređaja, u izradi mjera zaštite od požara i eksplozije tehnoloških procesa.
Detonacija dolazi do procesa hemijske transformacije oksidaciono-redukcionog sistema, koji predstavlja kombinaciju udarnog talasa koji se širi konstantnom brzinom i prelazi brzinu zvuka, a prati front zone hemijskih transformacija početnih supstanci. hemijska energija, koji se oslobađa u detonacionom talasu, hrani udarni talas, sprečavajući njegovo raspadanje. Brzina detonacionog talasa je karakteristika svakog konkretnog sistema.

Teorija kaže da eksplozija mješavine plina ili pare i zraka nije trenutna pojava. Kada se izvor paljenja unese u zapaljivu smjesu, u području izvora paljenja počinje reakcija oksidacije goriva sa oksidantom. Brzina reakcije oksidacije u nekom elementarnom volumenu ove zone dostiže maksimum - dolazi do sagorijevanja. Sagorevanje na granici elementarne zapremine sa medijumom naziva se front plamena. Prednja strana plamena izgleda kao sfera. Debljina fronta plamena, prema Ya.B. Zeldovich , jednaka 1-100 mikrona. Iako je debljina zone sagorevanja mala, dovoljna je da se reakcija sagorevanja odvija. Temperatura fronta plamena usled toplote reakcije sagorevanja je 1000-3000°C i zavisi od sastava zapaljive smeše.

Kada se front plamena pomera, temperatura nesagorenog dela zapaljive smeše raste, kako se povećava pritisak smeše. U blizini fronta plamena, temperatura smjese također raste, zbog ne-
prijenos topline toplinskim provođenjem, difuzijom zagrijanih molekula i zračenjem. Na vanjskoj površini fronta plamena ova temperatura je jednaka temperaturi samozapaljenja zapaljive smjese.

Nakon paljenja zapaljive smjese, sferni oblik plamena se vrlo brzo izobličuje i sve više se povlači prema još nezapaljenoj smjesi. Proširenje fronta plamena i brzo povećanje njegove površine praćeno je povećanjem brzine središnjeg dijela plamena. Ovo ubrzanje traje sve dok plamen ne dodirne zidove cijevi ili, u svakom slučaju, ne dođe blizu stijenke cijevi. U ovom trenutku veličina plamena se naglo smanjuje, a od plamena ostaje samo mali dio koji pokriva cijeli dio cijevi. Povlačeći plamen ispred,
i njegovo intenzivno ubrzanje neposredno nakon paljenja od iskre, kada plamen još nije dosegao zidove cijevi, uzrokovani su povećanjem volumena produkata izgaranja. Dakle, u početnoj fazi formiranja fronta plamena, bez obzira na stupanj zapaljivosti plinske mješavine, dolazi do ubrzanja i kasnijeg usporavanja plamena, a to usporavanje će biti veće što je veća brzina plamena.

Na proces razvoja narednih faza sagorevanja utiče dužina cevi. Izduženje cijevi dovodi do pojave vibracija i stvaranja ćelijske strukture plamena, udarnih i detonacijskih valova.

Iz zavisnosti može se odrediti širina zone grijanja (u cm).

1 = a / v

gdje a- koeficijent toplotne difuzivnosti; v- brzina širenja plamena.

Linearna brzina kretanja v(u m/s) može se odrediti formulom

V = V t /

gdje V t- brzina sagorevanja mase, g/(s m 3); - gustina početne zapaljive mješavine, kg/m 3 .

Linearna brzina fronta plamena nije konstantna, varira u zavisnosti od sastava. Smjese i nečistoće inertnih (negorivih) plinova, temperatura smjese, promjer cijevi itd. Maksimalna brzina širenja plamena se ne opaža pri stehiometrijskoj koncentraciji smjese, već u mješavini s viškom goriva. Kada se inertni plinovi uvedu u zapaljivu smjesu, brzina širenja plamena se smanjuje. To se objašnjava smanjenjem temperature sagorijevanja smjese, jer se dio topline troši na zagrijavanje inertnih nečistoća koje ne sudjeluju u reakciji.

S povećanjem promjera cijevi, brzina širenja plamena raste neravnomjerno. S povećanjem promjera cijevi na 0,1-0,15 m, brzina se povećava prilično brzo. Temperatura raste sve dok prečnik ne dostigne određeni granični prečnik,
iznad kojih nema povećanja brzine. Sa smanjenjem promjera cijevi, brzina širenja plamena se smanjuje, a pri određenom malom promjeru plamen se ne širi u cijevi. Ovaj fenomen se može objasniti povećanjem gubitaka topline kroz zidove
cijevi.

Stoga, da bi se zaustavilo širenje plamena u zapaljivoj mješavini, potrebno je na ovaj ili onaj način sniziti temperaturu smjese hlađenjem posude (u našem primjeru cijevi) izvana ili razrjeđivanjem smjese. sa hladnim inertnim gasom.

Normalna brzina širenja plamena je relativno mala (ne više od desetina metara u sekundi), ali pod određenim uslovima, plamen u cijevima širi se ogromnom brzinom (od 2 do 5 km/s), premašujući brzinu zvuka u dato okruženje. Ovaj fenomen je nazvan detonacija. Prepoznatljive karakteristike detonacije su sljedeće:

1) konstantna brzina sagorevanja bez obzira na prečnik cevi;

2) visok pritisak plamena izazvan detonacionim talasom, koji može da pređe 50 MPa, u zavisnosti od hemijske prirode zapaljive smeše i početnog pritiska; osim toga, zbog velike brzine gorenja, razvijeni tlak ne ovisi o obliku, kapacitetu i nepropusnosti posude (ili cijevi).

Kako se plamen ubrzava, povećava se i amplituda udarnog vala, a temperatura kompresije dostiže temperaturu samozapaljenja smjese.

Povećanje ukupne količine sagorijevanja plina u jedinici vremena objašnjava se činjenicom da se u mlazu s promjenjivom brzinom u poprečnom presjeku front plamena savija, zbog čega se njegova površina povećava, a količina goruće tvari proporcionalno raste. .

Kada se gasne mešavine sagorevaju u zatvorenoj zapremini, proizvodi sagorevanja ne rade; energija eksplozije se troši samo na zagrijavanje produkata eksplozije. U ovom slučaju, ukupna energija se definira kao zbir unutrašnje energije eksplozivne smjese Q ex.en.cm. i toplina sagorijevanja date supstance ΔQ g. Vrijednost Q vn.en.sm. jednak je zbiru proizvoda toplotnih kapaciteta komponenti eksplozivne smjese pri konstantnoj zapremini i početnoj temperaturi
temperatura smeše

Q ext.en.cm \u003d C 1 T + C 2 T + ... + C p T

gdje je C 1, C 2, C p - specifični toplinski kapaciteti komponenti koje čine
eksplozivna smeša, kJ/(kg K); T - početna temperatura smjese, K.

Temperatura eksplozije gasnih mešavina pri konstantnoj zapremini izračunava se istom metodom kao i temperatura sagorevanja smeše pri konstantnom pritisku.

Eksplozijski pritisak se nalazi iz temperature eksplozije. Pritisak prilikom eksplozije gasno-vazdušne mešavine u zatvorenoj zapremini zavisi od temperature eksplozije i odnosa broja molekula produkata sagorevanja i broja molekula u eksplozivnoj smeši. Prilikom eksplozije mješavine plina i zraka tlak obično ne prelazi 1,0 MPa, ako je početni tlak mješavine bio normalan. Kada se zrak u eksplozivnoj smjesi zamijeni kisikom, tlak eksplozije naglo raste, jer se povećava temperatura izgaranja.

Eksplozijski pritisak stehiometrijskih smeša metana, etilena, acetona i
metil etar sa kiseonikom je 1,5 - 1,9 MPa, a njihova stehiometrijska mešavina sa vazduhom je 1,0 MPa.

Maksimalni pritisak eksplozije koristi se u proračunima otpornosti opreme na eksploziju, kao i u proračunima sigurnosnih ventila, eksplozivnih membrana i školjki električne opreme otporne na eksploziju. Eksplozijski pritisak R vzr (u MPa) mješavine plin-vazduh izračunava se po formuli

R vzr =

gdje p 0- početni pritisak eksplozivne smeše, MPa; T 0 i T vzr- početna temperatura eksplozivne smjese i temperatura eksplozije, K;

Broj molekula plinova produkata izgaranja nakon eksplozije;
je broj molekula plina mješavine prije eksplozije.

Federalna agencija za obrazovanje Ruske Federacije

Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja

"Ufa državni naftni tehnički univerzitet"

Odsjek "Industrijska sigurnost i zaštita rada"

Kontrolni rad na temu:

Teorija sagorevanja i eksplozije

1. Teorijska pitanja o eksploziji

U tehnološkim procesima povezanim sa ekstrakcijom, transportom, preradom, proizvodnjom, skladištenjem i upotrebom zapaljivih gasova (GH) i zapaljivih tečnosti (zapaljivih tečnosti), uvek postoji opasnost od stvaranja eksplozivnih mešavina gasa i pare.

Eksplozivno okruženje može nastati mešavinama supstanci (gasova, para, prašine) sa vazduhom i drugim oksidacionim agensima (kiseonik, ozon, hlor, azotni oksidi, itd.) i supstancama sklonim eksplozivnoj transformaciji (acetilen, ozon, hidrazin itd. .).

Najčešći uzroci eksplozija su kršenje pravila bezbednog rada opreme, curenje gasa kroz curenje na priključcima, pregrijavanje aparata, prekomerno povećanje pritiska, nedostatak odgovarajuće kontrole nad tehnološkim procesom, lomljenje ili lomljenje delova opreme itd. .

Izvori iniciranja eksplozije su:

otvoreni plamen, zapaljena i usijana tijela;

električna pražnjenja;

Toplinske manifestacije hemijskih reakcija i mehaničkih efekata;

varnice od udara i trenja:

udarni talasi;

Elektromagnetno i drugo zračenje.

Prema PB 09-540-03 Eksplozija je:

I. Proces prolaznog oslobađanja potencijalne energije povezan s iznenadnom promjenom stanja materije i praćen skokom pritiska ili udarnim talasom.

2. Kratkotrajno oslobađanje unutrašnje energije, stvarajući višak pritiska

Eksplozija se može desiti sa ili bez sagorevanja (oksidacija).

Parametri i svojstva koja karakteriziraju eksplozivnu sredinu:

Tačka paljenja;

Granice koncentracije i temperature paljenja;

Temperatura samozapaljenja;

Normalna brzina širenja plamena;

Minimalni eksplozivni sadržaj kiseonika (oksidans);

Minimalna energija paljenja;

Osetljivost na mehaničko dejstvo (udar i trenje). Opasni i štetni faktori koji utiču na radnike

od eksplozije su:

Udarni val u prednjem dijelu kojeg tlak prelazi dozvoljenu vrijednost;

Kolaširajuće konstrukcije, oprema, komunikacije, zgrade i konstrukcije i njihovi leteći dijelovi;

Štetne materije nastale tokom eksplozije i (ili) oslobođene iz oštećene opreme, čiji sadržaj u vazduhu radnog prostora prelazi maksimalno dozvoljene koncentracije.

Glavni faktori koji karakteriziraju opasnost od eksplozije:

Maksimalni pritisak i temperatura eksplozije;

Brzina povećanja pritiska tokom eksplozije;

Pritisak na prednjoj strani udarnog vala;

Drobljiva i visokoeksplozivna svojstva eksplozivne sredine.

Za vrijeme eksplozije, početna potencijalna energija tvari se po pravilu pretvara u energiju zagrijanih komprimiranih plinova, koja se pak, kada se šire, pretvara u energiju kretanja, kompresije i zagrijavanja medija. . Dio energije ostaje u obliku unutrašnje (toplotne) energije ekspandiranih plinova.

Ukupna količina energije koja se oslobađa tokom eksplozije određuje opšte parametre (volumen, površinu) uništenja. Koncentracija energije (energija po jedinici zapremine) određuje intenzitet razaranja na mestu eksplozije. Ove karakteristike, zauzvrat, zavise od brzine oslobađanja energije od strane eksplozivnog sistema koji uzrokuje eksploziju.

Eksplozije koje se najčešće susreću u istražnoj praksi mogu se podijeliti u dvije glavne grupe: hemijske i fizičke eksplozije.

Hemijske eksplozije obuhvataju procese hemijske transformacije materije, koji se manifestuju sagorevanjem i koje karakteriše oslobađanje toplotne energije u kratkom vremenskom periodu i u takvoj zapremini da se formiraju talasi pritiska koji se šire od izvora eksplozije.

Fizičke eksplozije uključuju procese koji dovode do eksplozije i nisu povezani s kemijskim transformacijama materije.

Najčešći uzrok slučajnih eksplozija su procesi sagorevanja. Eksplozije ove vrste najčešće nastaju prilikom skladištenja, transporta i proizvodnje eksploziva. Održavaju se:

Pri rukovanju eksplozivima i eksplozivnim materijama hemijske i petrohemijske industrije;

Sa curenjem prirodnog plina u stambenim zgradama;

u proizvodnji, transportu i skladištenju isparljivih ili tečnih zapaljivih materija;

prilikom ispiranja rezervoara za tečna goriva;

u proizvodnji, skladištenju i upotrebi sistema zapaljive prašine i nekih spontano zapaljivih čvrstih i tečnih materija.

Karakteristike hemijske eksplozije

Postoje dvije glavne vrste eksplozija: eksplozija kondenzovanog eksploziva i volumetrijska eksplozija (eksplozija para mješavine prašine i plina). Eksplozije kondenzovanog eksploziva izazivaju svi čvrsti eksplozivi i relativno mali broj tečnih eksploziva, uključujući nitroglicerin. Takvi eksplozivi obično imaju gustinu od 1300-1800 kg/m3, međutim primarni eksplozivi koji sadrže olovo ili živu imaju mnogo veću gustoću.

Reakcije razgradnje:

Najjednostavniji slučaj eksplozije je proces raspadanja sa stvaranjem gasovitih produkata. Na primjer, razlaganje vodikovog peroksida s velikim termičkim efektom i stvaranje vodene pare i kisika:

2H2O2 → 2H2O2 + O2 + 106 kJ/mol

Vodikov peroksid je opasan već od koncentracije od 60%.

Razgradnja trenjem ili udarom olovnog azida:

Pb (N3) 2 → Pb - 3N2 + 474 kJ / mol.

Trinitrotoluen (TNT) je supstanca sa "nedostatkom kiseonika" i stoga je jedan od njegovih glavnih proizvoda razgradnje ugljenik, koji doprinosi stvaranju dima tokom eksplozija TNT-a.

Supstance sklone eksplozivnom raspadanju gotovo uvijek sadrže jednu ili više karakterističnih kemijskih struktura odgovornih za nagli razvoj procesa uz oslobađanje velike količine energije. Ove strukture uključuju sljedeće grupe:

NO2 i NO3 - u organskim i neorganskim supstancama;

N=N-N - u organskim i neorganskim azidima;

NX3, gdje je X halogen,

N=C u fulminatima.

Na osnovu zakona termohemije, čini se da je moguće identifikovati jedinjenja čiji proces raspadanja može biti eksplozivan. Jedan od odlučujućih faktora koji određuju potencijalnu opasnost sistema je prevalencija njegove unutrašnje energije u početnom stanju u odnosu na konačno stanje. Ovaj uslov je zadovoljen kada se toplota apsorbuje (endotermna reakcija) u procesu formiranja supstance. Primjer relevantnog procesa je stvaranje acetilena iz elemenata:

2C + H2 → CH=CH - 242 kJ/mol.

Neeksplozivne tvari koje gube toplinu tijekom formiranja (egzotermna reakcija) uključuju, na primjer, ugljični dioksid

C + O2 → CO2 + 394 kJ/mol.

Treba uzeti u obzir da primjena zakona termohemije samo omogućava otkrivanje mogućnosti eksplozivnog procesa. Njegova provedba ovisi o brzini reakcije i formiranju hlapljivih proizvoda. Tako, na primjer, reakcija parafina svijeće s kisikom, unatoč visokoj egzotermnosti, ne dovodi do eksplozije zbog svoje male brzine.

Reakcija 2Al+ 4AC2O2 → Al2O3 + 2Fe sama po sebi, uprkos visokoj egzotermnosti, takođe ne dovodi do eksplozije, jer se ne stvaraju gasoviti produkti.

Redoks reakcije, koje čine osnovu reakcija sagorevanja, iz tog razloga mogu dovesti do eksplozije samo u uslovima koji pogoduju postizanju visokih brzina reakcije i rasta pritiska. Sagorevanje visoko dispergovanih čvrstih materija i tečnosti može dovesti do nadpritiska do 8 bara u uslovima zatvorene zapremine.Relativno retko, na primer u sistemima sa tečnim vazduhom, gde je aerosol magla uljnih kapljica.

U reakcijama polimerizacije praćenim egzotermnim efektom i prisustvom hlapljivog monomera, često se postiže faza u kojoj može doći do opasnog povećanja tlaka, za neke tvari kao što je etilen oksid, polimerizacija može započeti na sobnoj temperaturi, posebno kada se spojevi su kontaminirani supstancama koje ubrzavaju polimerizaciju. Etilen oksid se također može izomerizirati u acetaldehid egzotermnim putem:

CH2CH2O - CH3HC \u003d O + 113,46 kJ / mol

Reakcije kondenzacije se široko koriste u proizvodnji boja, lakova i smola, a zbog egzotermnosti procesa i prisustva isparljivih komponenti ponekad dovode do eksplozije.

Da biste saznali opšte uslove koji pogoduju nastanku sagorevanja i njegovom prelasku u eksploziju, razmotrite grafikon (slika 1) zavisnosti temperature razvijene u zapaljivom sistemu od vremena u prisustvu volumetrijskog oslobađanja toplote usled hemikalije. reakcija i gubitak toplote.

Ako temperaturu T1 na grafikonu predstavimo kao kritičnu tačku u kojoj dolazi do sagorevanja u sistemu, postaje očigledno da u uslovima gde postoji višak toplotnog gubitka nad toplotnim dobitkom, do takvog sagorevanja ne može doći. Ovaj proces počinje tek kada se postigne jednakost između brzina oslobađanja topline i gubitka topline (na mjestu dodira odgovarajućih krivulja) i može se dalje ubrzati s povećanjem temperature u. dakle, pritisak prije eksplozije.

Dakle, u prisustvu uslova povoljnih za toplotnu izolaciju, pojava egzotermne reakcije u zapaljivom sistemu može dovesti ne samo do sagorevanja, već i do eksplozije.

Rezultirajuće nekontrolirane reakcije koje pogoduju eksploziji nastaju zbog činjenice da je brzina prijenosa topline, na primjer, u posudama linearna funkcija temperaturne razlike između reakcione mase i rashladnog sredstva, dok je brzina egzotermne reakcije i, dakle, priliv topline iz njega raste prema zakonu o stepenu s povećanjem početnih koncentracija reagensa i brzo raste s povećanjem temperature kao rezultat eksponencijalne ovisnosti brzine kemijske reakcije o temperaturi (Arrheniusov zakon) . Ove pravilnosti određuju najniže brzine gorenja mješavine i temperaturu na donjoj granici koncentracije paljenja. Kako se koncentracija goriva i oksidatora približava stehiometrijskoj, brzina gorenja i temperatura rastu do svojih maksimalnih vrijednosti.

Koncentracija gasa stehiometrijskog sastava je koncentracija zapaljivog gasa u smeši sa oksidacionim medijumom, pri kojoj je obezbeđena potpuna hemijska interakcija goriva i oksidatora smeše bez ostatka.

3. Osobine fizičke eksplozije

Fizičke eksplozije, u pravilu, povezane su s eksplozijama posuda iz tlaka pare i žljebova. Štoviše, glavni razlog njihovog nastanka nije kemijska reakcija, već fizički proces zbog oslobađanja unutrašnje energije komprimiranog ili ukapljenog plina. Snaga takvih eksplozija ovisi o unutrašnjem pritisku, a uništenje je uzrokovano udarnim valom od plina koji se širi ili fragmenata puknute posude. Do fizičke eksplozije može doći ako, na primjer, padne prijenosni cilindar s plinom pod pritiskom i otpuhne ventil za smanjenje tlaka. Pritisak TNG-a retko prelazi 40 bara (kritični pritisak većine konvencionalnih TNG-a).

Fizičke eksplozije uključuju i fenomen takozvane fizičke detonacije. Ovaj fenomen nastaje kada se pomiješaju vruće i hladne tekućine, kada temperatura jedne od njih značajno premašuje tačku ključanja druge (na primjer, izlivanje rastopljenog metala u vodu). U nastaloj smjesi para-tečnost, isparavanje može teći eksplozivno zbog razvijanja procesa fine flegmatizacije kapljica taline, brzog odvođenja topline iz njih i pregrijavanja hladne tekućine uz njeno snažno isparavanje.

Fizička detonacija je praćena pojavom udarnog talasa sa viškom pritiska u tečnoj fazi, koji u nekim slučajevima dostiže i više od hiljadu atmosfera. Mnoge tečnosti se skladište ili koriste u uslovima u kojima je pritisak njihove pare mnogo veći od atmosferskog pritiska. Ove tečnosti uključuju: ukapljene zapaljive gasove (npr. propan, butan) tečne rashladne fluide amonijak ili freon uskladištene na sobnoj temperaturi metan koji se moraju skladištiti na niskoj temperaturi pregrejane vode u parnim kotlovima. Ako je posuda sa pregrijanom tekućinom oštećena, dolazi do oticanja pare u okolni prostor i brzog djelomičnog isparavanja tekućine. Uz dovoljno brzo otjecanje i širenje pare u okolini, stvaraju se eksplozivni valovi. Uzroci eksplozija posuda s plinovima i parama pod pritiskom su:

Povrede integriteta tijela zbog kvara bilo kojeg čvora, oštećenja ili korozije zbog nepravilnog rada;

Pregrijavanje posude zbog kršenja električnog grijanja ili načina rada uređaja za izgaranje (u ovom slučaju se povećava tlak unutar posude, a snaga tijela se smanjuje do stanja u kojem je oštećeno);

Eksplozija posude kada se prekorači dozvoljeni pritisak.

Eksplozije plinskih spremnika s naknadnim sagorijevanjem u atmosferi u osnovi sadrže iste uzroke koji su gore opisani i karakteristični su za fizičke eksplozije. Glavna razlika leži u formiranju u ovom slučaju vatrene lopte, čija veličina ovisi o količini plinovitog goriva ispuštenog u atmosferu. Ova količina ovisi, pak, o fizičkom stanju u kojem se plin nalazi u posudi. Kada je sadržaj goriva u gasovitom stanju, njegova količina će biti mnogo manja nego ako se čuva u istoj posudi u tečnom obliku. Parametri eksplozije, koji određuju njene posljedice, uglavnom su određeni prirodom raspodjele energije u području eksplozije i njenom distribucijom kako se eksplozijski talas širi od izvora eksplozije.

4. Energetski potencijal

Eksplozija ima veliku razornu moć. Najvažnija karakteristika eksplozije je ukupna energija materije. Ovaj indikator se naziva energetski potencijal eksplozivnosti, uključen je u sve parametre koji karakteriziraju razmjer i posljedice eksplozije.

U slučaju hitnog smanjenja pritiska aparata dolazi do njegovog potpunog otkrivanja (uništenja);

Područje izlijevanja tečnosti određuje se na osnovu projektnih rješenja zgrada ili vanjskih instalacijskih mjesta;

Vrijeme isparavanja traje ne više od 1 sata:

E \u003d EII1 + EII2 + EII1 + EII2 + EII3 + EII4,

opasnost od eksplozije vatrogasne sobe

gde je EI1 zbir energija adijabatskog širenja i sagorevanja parno-gasne faze (PGPC direktno lociran u bloku, kJ;

EI2 je energija sagorevanja HPF-a dovedena u depresirani deo iz susednih objekata (blokova), kJ;

EII1 - energija sagorevanja GTHF, nastala usled energije pregrejane tečne faze razmatranog bloka i primljena od susednih objekata kJ;

EII2 je energija sagorevanja PHF nastalog iz tečne faze (LP) usled toplote egzotermnih reakcija koje se ne zaustavljaju tokom smanjenja pritiska, kJ;

EII3 je energija sagorevanja PHF. nastao od LF zbog dotoka topline iz vanjskih nosača topline, kJ;

EII4 je energija sagorevanja PHF-a, koja nastaje iz LF-a izlivenog na čvrstu površinu (pod, paleta, tlo, itd.) usled prenosa toplote iz okoline (sa čvrste površine i vazduha u tečnost preko njene površine ), kJ.

Vrijednosti ukupnih energetskih potencijala eksplozivnosti i koriste se za određivanje vrijednosti smanjene mase i relativnog energetskog potencijala koji karakteriziraju eksplozivnost tehnoloških blokova.

Smanjena masa je ukupna masa zapaljivih para (gasova) eksplozivnog oblaka para-gas, svedena na jednu specifičnu energiju sagorevanja jednaku 46.000 kJ/kg:

Relativni energetski potencijal eksplozije Qv tehnološkog bloka, koji karakteriše ukupnu energiju sagorevanja i može se izračunati po formuli:

gdje je E ukupan energetski potencijal opasnosti od eksplozije tehnološke jedinice.

Prema vrijednostima relativnih energetskih potencijala Rv prema redukovanoj masi parogasnog medija m, vrši se kategorizacija tehnoloških blokova. Pokazatelji kategorije opasnosti od eksplozije tehnoloških blokova dati su u tabeli 1.

Tabela br.

5. TNT ekvivalent. Višak pritiska na prednjoj strani udarnog talasa

Za procjenu nivoa izloženosti slučajnim i namjernim kvarovima, široko se koristi metoda procjene kroz TNT ekvivalent. Prema ovoj metodi, stepen destrukcije karakteriše se ekvivalentom TNT-a, pri čemu se određuje masa TNT-a koja je potrebna da izazove ovaj nivo razaranja.hemijski nestabilnih jedinjenja, izračunava se po formulama:

1 Za okruženja sa parom i gasom

q/ - specifična kalorijska vrijednost parogasnog medija, kJ kg,

qT je specifična energija eksplozije TNT kJ/kg.

2 Za čvrsta i tečna hemijski nestabilna jedinjenja

gde je Wk masa čvrstih i tečnih hemijski nestabilnih jedinjenja; qk je specifična energija eksplozije čvrstih i tečnih hemijski nestabilnih jedinjenja. U proizvodnji, eksplozija mješavine plina i zraka, pare i zraka ili prašine proizvodi udarni val. Stepen rezolucije građevinskih konstrukcija, opreme, mašina i komunikacija, kao i oštećenja ljudi, zavisi od viška pritiska u fronti udarnog talasa ΔRF (razlika između maksimalnog pritiska na frontu udarnog talasa i normalnog atmosferskog pritiska ispred ovog fronta).

Proračuni za procjenu djelovanja zapaljivih kemijskih plinova i tekućina svode se na određivanje viška tlaka na fronti udarnog vala (ΔRF) prilikom eksplozije mješavine plina i zraka na određenoj udaljenosti od posude u kojoj se nalazi određena količina eksploziva. smjesa se čuva.

6. Proračun za određivanje viška tlaka eksplozije

Proračun natpritiska eksplozije za zapaljive plinove, pare zapaljivih i zapaljivih tekućina vrši se prema metodologiji utvrđenoj u NPB 105-03 „Određivanje kategorija prostorija, zgrada i vanjskih instalacija u pogledu eksplozije i požara opasnost."

Zadatak: odrediti višak tlaka eksplozije sumporovodika u prostoriji.

Početni uslovi

Vodonik je stalno u aparatu zapremine 20 m3. Uređaj se nalazi na podu. Ukupna dužina cevovoda prečnika 50 mm, ograničenih zasunovima (ručnim) postavljenim na ulaznim i izlaznim delovima cevovoda, iznosi 15 m. Protok vodonik sulfida u cevovodima je 4·10-3 m3/ s. Dimenzije prostorije su 10x10x4 m.

Prostorija ima ventilaciju u slučaju nužde sa brzinom izmjene zraka od 8 h-1. Hitnu ventilaciju obezbjeđuju rezervni ventilatori, automatsko pokretanje pri prekoračenju maksimalno dozvoljene koncentracije eksploziva i napajanje po prvoj kategoriji pouzdanosti (PUE). Uređaji za uklanjanje zraka iz prostorije nalaze se u neposrednoj blizini mjesta moguće nesreće.

Glavne građevinske konstrukcije objekta su armiranobetonske.

Opravdanje opcije dizajna

Prema NPB 105-03, kao projektnu verziju udesa treba uzeti najnepovoljniji scenario udesa, u kojem je uključen najveći broj materija koje su najopasnije u odnosu na posljedice eksplozije.

A kao opcija dizajna usvojena je opcija smanjenja pritiska rezervoara sa sumporovodikom i izlaza iz njega i ulaznih i izlaznih cevovoda sumporovodika u zapreminu prostorije.

1) Višak tlaka eksplozije za pojedinačne zapaljive tvari, koji se sastoje od atoma C, H, O, N, Cl, Br, I, F, određuje se formulom

(1)

gde je maksimalni pritisak eksplozije stehiometrijske mešavine gas-vazduh ili para-vazduh u zatvorenoj zapremini, određen eksperimentalno ili iz referentnih podataka u skladu sa zahtevima tačke 3. NPB-105-03. U nedostatku podataka, dozvoljeno je uzeti jednak 900 kPa;

Početni pritisak, kPa (dozvoljeno je uzeti jednak 101 kPa);

Masa zapaljivog gasa (GG) ili para zapaljivih (FL) i zapaljivih tečnosti (GL) ispuštenih u prostoriju kao posledica udesa, kg;

Koeficijent učešća goriva u eksploziji, koji se može izračunati na osnovu prirode distribucije gasova i para u zapremini prostorije prema primeni. Dozvoljeno je uzeti vrijednost prema tabeli. 2 NPB 105-03. Prihvatam jednako 0,5;

Slobodni volumen prostorije, ;

Maksimalna apsolutna temperatura zraka za grad Ufa jednaka 39°C uzima se kao projektna temperatura (prema SNiP 23-01-99 "Građevinska klimatologija").

Ispod je proračun potrebnih količina za određivanje nadpritiska eksplozije sumporovodika u prostoriji.

Gustina vodonik sulfida na projektnoj temperaturi:

gdje je M molarna masa vodonik sulfida, 34,08 kg/kmol;

v0 je molarni volumen jednak 22,413 m3/kmol;

0,00367 − koeficijent termičkog širenja, deg -1;

tp je projektna temperatura, 390C (apsolutna maksimalna temperatura zraka za Ufu).

Stehiometrijska koncentracija sumporovodika izračunava se po formuli:

;

gdje je β stehiometrijski koeficijent kisika u reakciji sagorijevanja;

nc, nn, n0, nx, je broj C, H, O atoma i halogenida u molekulu goriva;

Za vodonik sulfid (N2S) nc= 1, nn = 4, n0 = 0, nh = 0, dakle,

Zamijenimo pronađenu vrijednost β, dobijemo vrijednost stehiometrijske koncentracije vodonik sulfida:

Volumen sumporovodika koji je ušao u prostoriju tokom projektne nezgode sastoji se od zapremine gasa oslobođenog iz aparata i zapremine gasa oslobođenog iz cevovoda pre zatvaranja ventila i nakon zatvaranja ventila:

gdje je Va zapremina ispuštenog gasa iz aparata, m3;

V1T - zapremina ispuštenog gasa iz cevovoda pre njegovog gašenja, m3;

V2T je zapremina gasa oslobođenog iz gasovoda nakon njegovog gašenja, m3;

gde je q protok tečnosti, određen u skladu sa tehnološkim propisima, m3/s;

T je trajanje dotoka gasa u zapreminu prostorije, određeno prema tački 38. NPB 105-03 s;

gdje je d unutrašnji prečnik cjevovoda, m;

Ln je dužina cjevovoda od aparata za hitne slučajeve do zasuna, m;

Dakle, zapremina sumporovodika koji je ušao u prostoriju tokom razmatrane varijante nesreće:

Masa vodonik sulfida u prostoriji:

Ako se u prostoriji koriste zapaljivi plinovi, zapaljivi ili zapaljivi plinovi, zapaljive ili zapaljive tekućine, pri određivanju masene vrijednosti dozvoljeno je uzeti u obzir rad ventilacije u slučaju nužde, ako je opremljena pomoćnim ventilatorima, automatski start kada se prekoračena je maksimalno dozvoljena protueksplozivna koncentracija i napajanje po prvoj kategoriji pouzdanosti (PUE), pod uslovom da se uređaji za odvođenje zraka iz prostorije nalaze u neposrednoj blizini mjesta mogućeg udesa.

U tom slučaju, masu zapaljivih plinova ili para zapaljivih ili zapaljivih tekućina zagrijanih do tačke paljenja i više, koja je ušla u zapreminu prostorije, treba podijeliti s koeficijentom određenim formulom

gdje je - mnogostrukost izmjene zraka stvorena ventilacijom u slučaju nužde, 1 / s. Ova prostorija ima ventilaciju sa stopom izmjene zraka od 8 (0,0022s);

Pretpostavlja se da je trajanje ulaska zapaljivih gasova i para zapaljivih i zapaljivih tečnosti u zapreminu prostorije, s, 300 s. (tačka 7. NPB 105-03)

Masa vodonik sulfida u prostoriji tokom razmatrane varijante nesreće:

Rezultati proračuna eksplozije

Table. Maksimalni dozvoljeni višak pritiska pri sagorevanju gasa, pare ili mešavine prašine i vazduha u prostorijama ili na otvorenom prostoru

Početni i izračunati podaci su sažeti u tabeli 2.

Tabela 2 - Početni i izračunati podaci

Prema NPB 105-2003, kategorije prostorija za opasnost od eksplozije i požara prihvaćene su u skladu sa tabelom 4.

Zaključak: Prostorija spada u kategoriju A, jer je moguće ispuštanje zapaljivog gasa (sumporovodika) u tolikoj količini da može formirati eksplozivne mešavine para-gas-vazduh, pri čijem paljenju se procenjuje natpritisak eksplozije u prostoriji. razvija, prelazi 5 kPa.

8. Određivanje vrijednosti energetskih indikatora opasnosti od eksplozije tehnološke jedinice za vrijeme eksplozije

Eksplozivni energetski potencijal E (kJ) bloka određen je ukupnom energijom sagorevanja gasno-parne faze koja se nalazi u bloku, uzimajući u obzir vrednost rada njenog adijabatskog širenja, kao i vrednost energija potpunog sagorevanja isparene tečnosti iz najveće moguće površine njenog tjesnaca, pri čemu se smatra:

1) u slučaju hitnog smanjenja pritiska aparata dolazi do njegovog potpunog otkrivanja (uništenja);

2) površina izlivanja tečnosti određuje se na osnovu projektnih rešenja objekata ili mesta za spoljašnju ugradnju;

3) pretpostavlja se da vrijeme isparavanja nije duže od 1 sata:

Zbir energija adijabatskog širenja A (kJ) i sagorevanja PHF koji se nalazi u bloku, kJ:

q" = 23380 kJ/kg - specifična toplota sagorevanja PHF (vodonik sulfida);

26,9 - masa zapaljivog gasa

.

Za praktično određivanje energije adijabatskog širenja PGF-a može se koristiti formula

gdje b1 - može se uzeti iz tabele. 5. Sa adijabatskim indeksom k=1,2 i pritiskom od 0,1 MPa jednak je 1,40.

Tabela 5. Vrijednost koeficijenta b1 u zavisnosti od adijabatskog indeksa medija i pritiska u procesnoj jedinici

0 kJ je energija sagorevanja PHF-a, koja je stigla u depresirani deo od susednih objekata (blokova), kJ. Nema susjednih blokova, tako da je ova komponenta nula.

0 kJ je energija sagorevanja PHF-a, koja nastaje usled energije pregrejanog LF-a razmatranog bloka i primljena od susednih objekata za vreme ti.

0 kJ je energija sagorevanja PHF-a, koji nastaje iz LF-a usled toplote egzotermnih reakcija koje se ne zaustavljaju tokom smanjenja pritiska.

0 kJ je energija sagorevanja PHF-a, koji nastaje iz tečne faze usled priliva toplote iz spoljašnjih nosača toplote.

0 kJ je energija sagorevanja PHF-a, koja nastaje iz tečnosti prolivene na čvrstu površinu (pod, paleta, tlo, itd.) usled prenosa toplote iz okoline (sa čvrste površine i vazduha u tečnost preko njene površine .

Energetski potencijal opasnosti od eksplozije bloka je:

E=628923,51 kJ.

Vrijednosti ukupnih energetskih potencijala eksplozivnosti E koriste se za određivanje vrijednosti smanjene mase i relativnog energetskog potencijala koji karakteriziraju eksplozivnost tehnoloških blokova.

Ukupna masa zapaljivih para (gasova) eksplozivnog oblaka pare i gasa m, svedena na jednu specifičnu energiju sagorevanja jednaku 46.000 kJ/kg:

Relativni energetski potencijal eksplozivnosti Qv tehnološke jedinice izračunava se po formuli

Prema vrijednostima relativnih energetskih potencijala Qb i redukovane mase parogasnog medija m, vrši se kategorizacija tehnoloških blokova. Indikatori kategorija dati su u tabeli. 5.

Tabela 4. Pokazatelji kategorija opasnosti od eksplozije tehnoloških blokova

Zaključak: Prostorija spada u III kategoriju opasnosti od eksplozije, budući da ukupna masa eksplozivnog parno-gasnog oblaka sumporovodika svedenog na jednu specifičnu energiju sagorevanja iznosi 16,67 kg, relativni energetski potencijal eksplozije je 5,18.

9. Proračun eksplozivne koncentracije mješavine plina i zraka u prostoriji. Određivanje klase prostorija za opasnost od eksplozije i požara prema PUE

Odredimo zapreminu eksplozivne koncentracije sumporovodika u prostoriji:

gdje je m masa smjese pare i zraka u prostoriji, kg,

NKPV - donja granica koncentracije paljenja, g/m3.

Koncentracija mješavine pare i zraka u prostoriji bit će:

gdje je VCM zapremina eksplozivne koncentracije vodonik sulfida u prostoriji, m3, VC6 je slobodna zapremina prostorije, m3.

Rezultati proračuna su prikazani u tabeli 6.

Tabela 6. Rezultati proračuna koncentracije mješavine plina i zraka

Prema PUE, predmetna prostorija pripada klasi B-Ia - zonama koje se nalaze u prostorijama u kojima se tokom normalnog rada ne stvaraju eksplozivne smjese zapaljivih plinova (bez obzira na donju granicu paljenja) ili zapaljive tečne pare sa zrakom, ali su mogući samo kao rezultat nesreća i kvarova.

10. Određivanje zona razaranja tokom eksplozije. Klasifikacija zona uništenja

Radijusi zona destrukcije prilikom eksplozije gasno-vazdušne mešavine određivani su prema metodi opisanoj u Prilogu 2 PB 09-540-03.

Masu gasno-parnih supstanci (kg) uključenih u eksploziju određuje proizvod

gdje je z udio smanjene mase sumporovodika uključenog u eksploziju (za GG je 0,5),

t je masa vodonik sulfida u prostoriji, kg.

TNT ekvivalent može se koristiti za procjenu nivoa izloženosti eksploziji. TNT ekvivalent eksplozije parno-gasnog medija WT (kg) određuje se prema uslovima adekvatnosti prirode i stepena destrukcije pri eksplozijama para-gasnih oblaka, kao i čvrstih i tečnih hemijski nestabilnih jedinjenja.

Za okruženja s plinom i parom izračunava se TNT ekvivalent eksplozije:

gdje je 0,4 udio energije eksplozije medija gasne pare koji se troši direktno na formiranje udarnog vala;

0,9 je udio energije eksplozije trinitrotoluena (TNT) potrošen direktno na formiranje udarnog vala;

q" - specifična kalorijska vrijednost parogasnog medija, kJ/kg;

qT - specifična energija eksplozije TNT-a, kJ/kg.

Zona destrukcije je područje sa granicama određenim poluprečnikom R, čiji je centar razmatrani tehnološki blok ili najvjerovatnije mjesto smanjenja pritiska tehnološkog sistema. Granice svake zone karakteriziraju vrijednosti viška pritisaka duž fronta udarnog vala AR i, shodno tome, bezdimenzionalni koeficijent K. Klasifikacija zona loma data je u tabeli 6.

Tabela 7. Stepen mogućeg uništenja pri eksplozivnoj transformaciji oblaka mješavine zrak-gorivo

Radijus zone uništenja (m) općenito je određen izrazom:

gdje je K bezdimenzionalni koeficijent koji karakterizira utjecaj eksplozije na objekt.

Rezultati proračuna radijusa zona destrukcije prilikom eksplozije mješavine goriva i zraka u prostoriji prikazani su u tabeli 7.

Tabela 7 - Rezultati proračuna radijusa zona uništenja

Spisak korištenih izvora

1. Beschastnov M.V. industrijske eksplozije. Evaluacija i upozorenje. - M. Hemija, 1991.

2. Sigurnost života, Sigurnost tehnoloških procesa i proizvodnje (Zaštita rada): Udžbenik, Priručnik za univerzitete / P.P. Kukin, V.L. Lapin, N, L. Ponomarev i drugi, - M.,: Viši. škola 2001,

3. PB 09-540-03 "Opća pravila zaštite od eksplozije za industriju hemikalija opasne od požara i eksplozije, petrohemiju i preradu nafte".

4. GOST 12.1,010-76* Sigurnost od eksplozije

5. NPB 105-03 "Definicija kategorija prostorija i zgrada, vanjskih instalacija u pogledu opasnosti od eksplozije i požara".

6. SNiP 23-01-99 Građevinska klimatologija.

7. Opasnost od požara i eksplozije materija i materijala i sredstva za njihovo gašenje. Ed. A. N. Baratova i A. Ya. Korolchenko. M., Hemija, 1990. 8. Pravila za postavljanje električnih instalacija. Ed. 7th.