Инженерные расчеты. 
Анализ пожарной опасности процесса окраски тракторных деталей методом распыления и разработка мер противопожарной защиты

Расчет категории помещения технологического процесса с использованием легковоспламеняющихся жидкостей

Определяем массу жидкости, которая поступит в помещение их аппарата и трубопроводов mап.

mап = ж · (Vап · + lподв. · Sподв. + lотв. · Sотв.),.

где: ж — плотность жидкости, кг/м³;

Vап — объем аппарата, м³;

— степень заполнения аппарата;

lподв. — длина подводящего трубопровода, м;

lотв. — длина отводящего трубопровода, м;

Sподв; отв. — площадь поперечного сечения соответственно подводящего и отводящего трубопроводов, м².

m_{ап = 759,9 кг.}

Определяем массу жидкости, которая дополнительно поступит в помещение за счет работы насоса до полного отключения задвижек.

mдо откл. = ж · q · tоткл.

где: q — производительность насоса;

tоткл — время отключения задвижек (tоткл = 120 с. п. А.1.2 СП 12.13 130.2009).

m_{до откл.} = 873,68 0,4 10^-3 120 =0,698 кг.

3. Определяем общую массу жидкости, которая поступит в помещение из технологического блока.

mбл = mап + mдо откл.

где: mап — масса жидкости, которая поступит из аппаратов и трубопроводов;

mдо откл. — масса жидкости, которая поступит в помещение за счет работы насосов.

m_бл = 759,9 + 0,698 = 760,598 кг.

4. Определяем площадь разлива жидкости Fр.

Так как растворитель разливается в чистом виде, то принимаем, что 1 л жидкости разливается на 1 м² (пункт А.1.2 СП 12.13 130.2009).

Vр = 1000 · mбл / ж.

V_р = 1000 760,598 / 873,68 = 870,56 л.

F_р= 870,56 м²

5. Определяем площадь испарения жидкости. Площадь помещения:

S_пом = 16 12 = 192 м^2.

F_р> S_пом, следовательно принимаем площадь испарения.

S_исп = S_пом = 192 м²

6. Определяем интенсивность испарения Wисп.

где: зкоэффициент, зависящий от скорости и температуры воздушного потока;

М — молярная масса вещества (бензол М = 99,6 кг/кмоль);

Рs — давление насыщенного пара жидкости.

Определим коэффициент по таблице А.2 СП 12.13 130.2009.

При t_р = 20 ⁰С и _в = 0,2 м/с значение коэффициента = 6,384.

Давление насыщенного пара бензола при t_ж = 20 ⁰С определяем по уравнению Антуана (константы Антуана, А = 6,17 297; В = 1403,079;С = 221,483).

Р_s = = 10^0,362 = 2,301 кПа.

Тогда интенсивность испарения будет равна.

W_исп = 10^-6 6,384 v98,8 2,301 = 145,8 10^-6 кг/м²с.

7. Определяем расчетное время испарения расч. Полное время испарения будет равно:

_исп = 653,2/ (192 716 10^-6)= 4751 с, Следовательно, расчетное время испарения принимаем _расч = 3600 с.

8. Определяем массу жидкости, испарившейся с поверхности разлива.

m_исп= W_исп· S_исп·ф_исп

m_исп = 716 10^-6 3600 192 = 494,9 кг.

9. Определяем массу паров бензола, которая останется в объеме помещения с учетом работы аварийной вентиляции.

кг.

10. Избыточное давление при взрыве паров бензола определяем по формуле.

кПа.

где Р_MAX — максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной и паровоздушной смесив замкнутом объеме. Определяется экспериментально или по справочным данным (Р_мах= 880 кПа).

Р₀ — начальное давление, кПа. Допускается принимать равным 101,3кПа.

m — масса горючего газа или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате аварии в помещение (m_исп = 412,42 кг).

Z — коэффициент участия горючего во взрыве. Значение Z принимается по таблице А.1 СП 12.13 130.2009 (Z = 0,3).

V_СВ — свободный объем помещения, м³. Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием.

К_н — коэффициент негерметичности равен 3.

11. Определим свободный объем помещения VСВ.

Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать равным 80% геометрического объема помещения.

V_СВ = 0,8V.

V_СВ = 16 12 6 0,8 = 921,6 м³.

12. Определим плотность паров бензола в помещении Г.

Так как давление в помещении равно нормальному атмосферному давлению (101,3 кПа) то плотность пара можно рассчитать по следующей формуле:

кг/м³,.

где М — молярная масса газа или пара, кг/кмоль;

V₀ — молярный объем при нормальных условиях, равный 22,4 м³/кмоль.

T_расч — расчетная температура, ⁰С.

кг/м³.

13. Определим стехиометрическую концентрацию паров бензола Сстех.

%.

где - стехиометрический коэффициент рассчитываемый по формуле:

.

где n_C, n_H, n_X,, n_O — число атомов С, Н, О, галогенов в молекуле горючего вещества.

Тогда С_стех = 100 / (1 + 4,76 7,5) = 2,72%.

14. Определяем избыточное давление взрыва паров бензола:

кПа.

Вывод: В соответствии с СП 12.13 130.2009 данное помещение относится к категории «А — пожаровзрывоопасная», т.к. в технологическом процессе обращается легковоспламеняющаяся жидкость бензол с температурой вспышки равной — 11 ⁰С, что менее 28 ⁰С, и при аварийной ситуации может создаться избыточное давление, превышающее 5 кПа.