Все самое важное здесь!
ПОДПИСКА PRO ПБ
Мобильное приложение "Пожарная безопасность"
youtube dzen youtube vk instagram rutube
Пожарный календарь
Маклашов Владимир Валентинович
Данный раздел создан благодаря спонсорской помощи
ЧОУ ДПО "УЦ "Академия Безопасности"
и непосредственного участия
группы специалистов под руководством эксперта пожарной безопасности
Маклашова Владимира Валентиновича
Академия безопасности
Frame 370 (1).png

БЕЗОПАСНАЯ ПЛОЩАДЬ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ПОМЕЩЕНИЯ

БЕЗОПАСНАЯ ПЛОЩАДЬ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ПОМЕЩЕНИЯ 

БЕЗОПАСНАЯ ПЛОЩАДЬ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ПОМЕЩЕНИЯ — площадь сбросного сечения предохранительного устройства в помещениях и оборудовании, в которых обращаются горючие газы, жидкости или пыли, способные создавать с воздухом взрывоопасные смеси. Вскрытие площади сбросного сечения предохранительного устройства помещения и оборудования в процессе сгорания в них взрывоопасной смеси позволяет сохранить это помещение и оборудование от разрушения или деформации [1].

Безопасную площадь разгерметизации определяют по расчетным формулам на основе данных о параметрах оборудования, показателях пожаровзрывоопасности горючих смесей, условиях возникновения и развития процесса.

Метод устанавливает зависимость безопасной площади разгерметизации от объема оборудования или помещения и максимально допустимого давления внутри него, давления и температуры технологической среды, термодинамических и термокинетических параметров горючей смеси, условий истечения, степени турбулентности [2].

Формулы для расчета безопасной площади разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями

Безопасную площадь разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями определяют по следующим безразмерным критериальным соотношениям (1):

, (1)

- для сосудов, рассчитанных на максимальное относительное давление взрыва (см. ВЗРЫВ (при одновременном выполнении условия  в знаменателе формулы (1) сомножитель  отсутствует, и

            (2)

- для сосудов, выдерживающих давление взрыва в диапазоне относительных значений .

В формулах (1) и (2) приняты следующие обозначения (индексы i, u, е, m относятся соответственно к начальным параметрам, параметрам горючей смеси, характеристикам горения (см. ГОРЕНИЕ) в замкнутом сосуде, максимальным допустимым значениям):

 — относительное максимально допустимое давление в сосуде, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению;

— абсолютное максимально допустимое давление внутри сосуда, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению, Па;

 — абсолютное начальное давление горючей смеси в аппарате, при котором происходит инициирование горения, Па;

 — абсолютное давление в пространстве, в которое происходит истечение, в момент достижения максимального давления взрыва внутри аппарата (атмосфера, буферная емкость и т. п.), Па;

 — относительное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде;

 — абсолютное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси , Па;

 — коэффициент расширения продуктов сгорания смеси;

X — фактор турбулентности, представляющий собой в соответствии с принципом Гуи-Михельсона отношение действительной поверхности фронта пламени в аппарате к поверхности сферы, в которую можно собрать продукты сгорания, находящиеся в данный момент времени внутри сосуда [2].

Комплекс подобия W представляет собой с точностью до постоянного множителя произведение двух отношений — эффективной площади разгерметизации к внутренней поверхности сферического сосуда равного объема и скорости звука в исходной смеси к начальной нормальной скорости пламени:

,                (3)

где  — число «пи»;

 — коэффициент расхода при истечении свежей смеси и (или) продуктов сгорания через устройство взрыворазрежения (предохранительная мембрана, клапан, разгерметизатор и т. п.);

F — площадь разгерметизации (сбросного сечения), ;

V — максимальный внутренний объем сосуда, в котором возможно образование горючей газопаровой смеси, 

R — универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кмоль*К);

 — температура горючей смеси, К;

 — молекулярная масса горючей смеси, кг/кмоль;

 — нормальная скорость распространения пламени при начальных значениях давления и температуры горючей смеси, м/с.

Формулы (1) и (2) могут быть использованы как для определения безопасной площади разгерметизации F при проектировании аппаратов по максимально допустимому относительному давлению взрыва в нем  (прямая задача), так и для определения максимально допустимого начального давления горючей смеси  в аппарате, рассчитанном на максимальное давление , с уже имеющимся сбросным люком площадью F, например при анализе аварий (обратная задача).

Формулы (1) и (2) охватывают весь диапазон возможных давлений в оборудовании с различной степенью негерметичности .

Точность определения диаметра сбросного сечения по инженерным формулам (1), (2) в сравнении с точным компьютерным решением системы дифференциальных уравнений динамики развития взрыва составляет около 10 %.

 Степень влияния различных параметров на безопасную площадь разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями

В настоящем методе реализован подход к расчету площади сбросного сечения, заключающийся в учете влияния различных параметров и условий на безопасную площадь разгерметизации посредством соответствующего изменения эффективного значения фактора турбулентности (отношение фактора турбулентности к коэффициенту расхода) [2].

 Расчет безопасной площади разгерметизации проводится, как правило, для наиболее опасных (около стехиометрического состава) смесей, если не доказана невозможность их образования внутри защищаемого объекта.

Зависимость фактора турбулентности от условий развития взрыва в технологическом оборудовании с газопаровыми смесями при точечном источнике зажигания (см. ИСТОЧНИК ЗАЖИГАНИЯ)

Зависимость фактора турбулентности от условий развития горения, исходя из сегодняшнего уровня знаний, может быть представлена для полых объектов формулой:

 (4)

где  — эмпирические коэффициенты, определяемые по таблице 1.

Условия развития горения

Эмпирические коэффициенты

а3

а4

Объем сосуда V до 10 м3; степень не герметичности S / V2'3 до 0,25

0,15

4

1

0

Объем сосуда V до 200 м3, 1 < лт < 2:

-        изначально открытые сбросные сечения

0

0

2

0

-        изначально закрытые сбросные сечения

0

0

8

0

Объем сосуда V до 200 м3, 2 < кт < пе:

-        изначально открытые сбросные сечения

0

0

0,8

1,2

-        начально закрытые сбросные сечения

0

0

2

6

Объем сосуда V до 10 м3; степень негерметичности S / V2'3 до 0,04; наличие сбросного трубопровода, 1 < пт < 2:

-        без орошения истекающих газов

0

0

4

0

-        с орошением истекающих газов

0,15

4

1

0


Таблица 1. Эмпирические коэффициенты

Литература:

1.Энциклопедия «Пожарная безопасность», 2007 г.

2.Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 12.3.047-2012 «Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля»





PW-1234
просмотры341
Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт