Исследование пожароопасных свойств метилового спирта (стр. 5 из 9)
где Т – адиабатическая температура горения смеси стехиометрического состава.
Для веществ, состоящих из структурных групп, приведенных в таблице, значение Т может быть определено по формуле:
,где mj – число структурных групп j-го вида в молекуле;
Таким образом для изобутилового спирта:
= 
= 0,55 м/с.(ГОСТ 12.1.044-89 приложение 7).
3.7. Критический диаметр огнегасящего канала и безопасного экспериментального максимального зазора.
Расчет критического диаметра dкр длинного цилиндрического огнегасящего канала производится по формуле:
где Рекр = 72 – число Пекле; Su – нормальная скорость горения; Сpv – удельная теплоемкость, Дж/кг·К; λ – коэффициент теплопроводности исходной смеси, Вт/м·К; Т – температура, К; Р – давление, Па; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/моль·К; М – молярная масса, кг/моль.
Максимальный экспериментальный безопасный зазор (БЭМЗ) рассчитывается по формуле:
БЭМЗ = dкр/3
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета составляет 18%.
Для метилового спирта:
= 3.3 мм.БЭМЗ = dкр/3 = 3,3/3 = 1.1 мм
3.8. Минимальная энергия зажигания.
Минимальная энергия зажигания - наименьшая энергия электрического разряда, способная воспламенить наиболее легко воспламеняющуюся смесь горючего вещества с воздухом.
Значение минимальной энергии зажигания следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасных условий переработки горючих веществ и обеспечения электростатической искробезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.010 и ГОСТ 12.1.018.
Минимальная энергия зажигания Еmin - это наименьшее значение электрического разряда, способного воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь горючего газа, пара или пыли с воздухом.
Минимальная энергия зажигания - один из показателей пожарной опасности веществ, применяется при разработке мероприятий по пожаровзрывобезопасности и электростатической искробезопасности технологических процессов с обращающимися горючими газами, жидкостями и пылями. Эти мероприятия касаются выбора взрывобезопасного электрооборудования, материалов, условий их безопасной эксплуатации и т.д.
Минимальная энергия зажигания зависит от множества различных параметров. Она определяется экспериментально.
Минимальная энергия зажигания в курсовой работе определяется по справочной литературе и расчетом.
Минимальная энергия зажигания W (Дж) рассчитывается по формуле6
,где α= 0,5 – коэффициент пропорциональности ; q- удельное объемное количество тепла, необходимое для нагрева горючей смеси от её начальной температуры tн до температуры самовоспламенения. Дж/м3; lк – величина критического зазора, м.
Удельное объемное количество тепла, необходимое для нагрева горючей смеси от tнач до tсв, рассматривается как тепло, нужное для нагрева воздуха qг, и вычисляется (Дж) по формуле
,где СР – теплоемкость воздуха, Дж/(кг град); ρг – плотность воздуха, кг/м3.
Величину qг можно вычислить по таблице 12.
При расчете критического зазора зажигания lк используется значения максимального экспериментального безопасного зазора (МЭБЗ), ГОСТ 12.1.001-78:
Таким образом для метилового спирта:
Еmin=0,17 мДж
Ответ: минимальная энергия зажигания равна 0,17 мДж
3.9. Способность гореть и взрываться при взаимодействии с водой, кислородом и другими веществами.
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами - это качественный показатель, характеризующий особую пожарную опасность некоторых веществ.
Данные о способности веществ взрываться и гореть при взаимном контакте необходимо включать в стандарты или технические условия на вещества, а также следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; при выборе безопасных условий проведения технологических процессов и условий совместного хранения и транспортирования веществ и материалов; при выборе или назначении средств пожаротушения.
Сущность метода определения способности взрываться и гореть при взаимном контакте веществ заключается в механическом смешивании исследуемых веществ в заданной пропорции и оценке результатов испытания.
(ГОСТ 12.1.044-89 п.4.15).
3.10. Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора.
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора - наименьшая концентрация флегматизатора в смеси с горючим и окислителем, при которой смесь становится неспособной к распространению пламени при любом соотношении горючего и окислителя.
Значение минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов методом флегматизации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010.
Фгф - концентрация горючего в экстремальной точке области воспламенения, объемные проценты;
μгф – то же, но в нормальных долях, моль/моль;
φф - минимальная флегматизирующая концентрация негорючего компонента, объемные проценты;
μФ- мольная доля флегматизатора в смеси;
φкис(ф) – минимальное взрывоопасное содержание кислорода в воздухе в точке флегматизации, (объемные проценты);
Концентрация флегматизатора в экстремальной точке рассчитывается по формуле:
где h' и h" - параметры, зависят от рода флегматизатора, приведены в таблице 9, а ΔНf0 – энтальпия образования горючего, причём, если параметры h даны в моль/Дж. то и ΔНf0 – необходимо брать в Дж/моль; индексом mj в формуле обозначено число атомов и групп одного вида в молекуле горючего. (Справочник Баратова ).
В расчетной работе необходимо определить минимальную флегматизирующую концентрацию для водяного пара, СО2 и N2.
Разбавление азотом: mc = 1, mh = 4, mo = 1.
φф = 100·(0,800·10-5·276300 + 0,780 + (1,651·1 + 0,527·4 + 0,446·1))/2,236 – 1 + (5,000·1 + 1,250·4 - 2,500·1) =49,1%.
Разбавление водяным паром:
φф = 100·(0,735·10-5·276300 + 0,579 + (1,251·1 + 0,418·4 + 0,542·1))/2,020 – 1 + (4,642·4 + 1,160·10 - 2,321·1) = 39%.
Разбавление двуокисью углерода:
φф = 100·(0,864·10-5·276300 + 1,256 + (2,5277·1 + 0,7592·4+ 0,197·1))/2,8 – 1 + (5,964·4 + 1,486·10 - 2,973·1) = 31,8 %.
Ответ: минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора
равна для водяного пара- 49,1%, для углекислого газа- 39%, для
азота- 31,8%.
3.11. МВСК Минимальное взрывоопасное содержание кислорода.
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода - такая концентрация кислорода в горючей смеси, состоящей из горючего вещества, воздуха и флегматизатора, меньше которой распространение пламени в смеси становится невозможным при любой концентрации горючего в смеси, разбавленной данным флегматизатором.
Значение минимального взрывоопасного содержания кислорода следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010.
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода— такая концентрация кислорода в горючей смеси, состоящей из горючего вещества, воздуха и флегматизатора, меньше которой распространение пламени в смеси становится невозможным при любой концентрации горючего в смеси, разбавленной данным флегматизатором.
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода (МВСК) в объемных процентах рассчитывается по формуле :
φО2 =
,тогда:
при разбавлении азотом:
φО2 =
= 10,53 %.при разбавлении водяным паром:
φО2 =
= 12,68%.при разбавлении двуокисью углерода:
φО2 =
= 14,04 %.Ответ: минимальное взрывоопасное содержание кислорода для
водяного пара равно- 12,68%, для углекислого газа- 8,77%,
для азота- 10,53%.
3.12. Максимальное давление взрыва.
Максимальное давление взрыва - наибольшее избыточное давление, возникающее при дефлаграционном сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси 101,3 кПа.
Значение максимального давления взрыва следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010.