Проектирование пассивной противопожарной защиты производственного здания

В помещениях категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности следует предусматривать наружные легкосбрасываемые ограждающие конструкции (5.6.5 [2]).

Производим расчет параметров ЛСК для отделения составления эмалей.

В отделения составления эмалей обращается этанол. Пожароопасные свойства этанола определяются по справочной литературе [17].

Этанол(С2H6О) - легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость. Молекулярная масса - 46,07 г/моль, плотность жидкости - 785 кг/м3; lg p=7,81158-1918,508/(252,125+t); максимальное давление взрыва - 682 кПа; концентрационные пределы распространения пламени 3,6-17,7%; максимальная нормальная скорость распространения пламени - 0,556 м/с.

В качестве аварийной ситуации в соответствии с п.п. 4.1, 4.2 [4] выбирается наихудший вариант, при котором происходит полное разрушение аппарата и все содержимое (12 тонн) поступает в помещение по трубопроводу. Объем пролившейся в помещение жидкости составит:

(2.1)

где – масса пролившейся жидкости; – плотность этанола.

Площадь испарения жидкости согласно п.4.2.4 [4] определяется исходя из условия, что один литр ЛВЖ разливается на площадь 1 пола помещения, следовательно, бензол разольется по всему помещению.

Для определения интенсивности испарения определяю давление насыщенных паров по формуле Антуана, с учетом максимальной температуры воздуха в помещении:

(2.2)

где – постоянные Антуана для этанола, – температуры воздушного потока над поверхностью испарения.

Определяю интенсивность испарения с поверхности жидкости:

, (2.3)

где h – коэффициент который зависит от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (таблица 3 [4]); М – молярная масса горючего, кг·кмоль-1.

Определяю время полного испарения:

. (2.4)

где – площадь испарения, м2.

Так как время полного испарения жидкости более 3600 с, то для дальнейших расчетов время испарения принимаем равным 3600 с.

Таким образом, масса горючих паров, поступивших в помещение, составляет:

(2.5)

Определяю плотность паров жидкости при температуре 35℃:

(2.6)

где М – молярная масса, кг∙кмоль-1 (46,07 кг∙кмоль-1 для этанола);

V0 – молярный объем, равный 22,413 м3∙кмоль-1; tр – расчетная температура, °С; (табл.3 [4]) для г.Минска tр=35°С.

Объем взрывоопасного помещения равен:

(2.7)

где Sпом - площадь помещениия отделения составления эмалей ; hп − высота помещения отделения составления эмалей.

Свободный объем помещения равен:

Стехиометрическая концентрация паров жидкости и стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания определяются по формуле 3 [4]:

(2. 9)

(2.10)

где nс, n,н nо nх – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего вещества.

Реакция горения этанола: C2H6O+3O2+3∙3,76N2 2CO2+3H2O+3∙3,76N2

Масса паров этанола вышедших в результате расчетной аварии в помещение определим выразим из формулы 1[4]:

(2.11)

где Рmax – максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое по справочным данным, кПа; Р0 – начальное давление, кПа; Z – коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения, определяемый по таблице 2 [4]; ∆P–избыточное давление взрыва, кПа; Vсв – свободный объем помещения, м3; ∆P–избыточное давление взрыва;

Находим необходимую площадь ЛСК.

Нижний концентрационный предел распространения пламени найдем по формуле 3.6 [4]:

(2.12)

В связи с тем, что для ЛВЖ концентрация определена в объемных процентах, а для дальнейших расчетов нам необходимо знать ее значение в г/м3, для этого переводим концентрации из %(об.) в г/м3 по формулам 3.8;3.9 [4]:

(2. 14)

(2.15)

Для проведения дальнейших расчетов необходимо определим расчетную нормальную скорость распространения пламени по формуле 3.11 [19]:

(2. 16)

где Uн.max – максимальная нормальная скорость распространения пламени м/с (для этанола Uн.max=0,556 м/с [17]).

Определяем коэффициент определяющий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участие во взрыве, которая рассчитывается по формуле 3.14 [19]:

Так как расчетное значение превышает 1, то для дальнейших расчетов используем значение равное 1 (п. 6.6 [18]).

Степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью рассчитываем по формуле 3.15 [19]:

(2.18)

Так как расчетное значение превышает 1, то для дальнейших расчетов используем значение равное 1 (п. 6.9 [18]).