Материал: Сборник задач по безопасности жизнедеятельности. Соловьева Э.В., Колотушкин В.В

21.2. Задания для самостоятельного решения

1. Определить границу зоны детонации от трубопровода и дальность распространения облака взрывоопасной смеси при следующих исходных данных: диаметр газопровода 0,5 м, давление газа в трубопроводе Р_г=1,9 МПа, температура транспортируемого газа Т=40 °С, скорость ветра W=1 м/с, коэффициент расхода 0,8. Состав обычного газа при отсутствии данных может быть принят в соотношении: метан (СН4) – 90 %; этан (С2Н6) – 4 %; пропан (С3Н8) – 2 %; Н-бутан (С4Н10) – 2 %; изопентан – (С5Н12) – 2 %.

2. Определить границу зоны детонации от трубопровода и дальность распространения облака взрывоопасной смеси при следующих исходных данных: диаметр газопровода 0,2 м, давление газа в трубопроводе Р_г=1,3 МПа, температура транспортируемого газа Т=30 °С, скорость ветра W=2 м/с, коэффициент расхода 0,8. Состав обычного газа при отсутствии данных может быть принят в соотношении: метан (СН4) – 90 %; этан (С2Н6) – 4 %; пропан (С3Н8) – 2 %; Н-бутан (С4Н10) – 2 %; изопентан – (С5Н12) – 2 %.

3. Определить границу зоны детонации от трубопровода и дальность распространения облака взрывоопасной смеси при следующих исходных данных: диаметр газопровода 1,3 м, давление газа в трубопроводе Р_г=2,4 МПа, температура транспортируемого газа Т=20 °С, скорость ветра W=3 м/с, коэффициент расхода 0,8. Состав обычного газа при отсутствии данных может быть принят в соотношении: метан (СН4) – 90 %; этан (С2Н6) – 4 %; пропан (С3Н8) – 2 %; Н-бутан (С4Н10) – 2 %; изопентан – (С5Н12) – 2 %.

4. Определить границу зоны детонации от трубопровода и дальность распространения облака взрывоопасной смеси при следующих исходных данных: диаметр газопровода 1,0 м, давление газа в трубопроводе Р_г=2,0 МПа, температура транспортируемого газа Т=40 °С, скорость ветра W=4 м/с, коэффициент расхода 0,8. Состав обычного газа при отсутствии данных может быть принят в соотношении: метан (СН4) – 90 %; этан (С2Н6) – 4 %; пропан (С3Н8) – 2 %; Н-бутан (С4Н10) – 2 %; изопентан – (С5Н12) – 2 %.

5. Определить границу зоны детонации от трубопровода и дальность распространения облака взрывоопасной смеси при следующих исходных данных: диаметр газопровода 0,4 м, давление газа в трубопроводе Р_г=1,8 МПа, температура транспортируемого газа Т=30 °С, скорость ветра W=5 м/с, коэффициент расхода 0,8. Состав обычного газа при отсутствии данных может быть принят в соотношении: метан (СН4) – 90 %; этан (С2Н6) – 4 %; пропан (С3Н8) – 2 %; Н-бутан (С4Н10) – 2 %; изопентан – (С5Н12) – 2 %.

22. Пожарная профилактика при эксплуатации строительных машин

22.1. Общие сведения

В двигателях внутреннего сгорания пожар может возникнуть при недостаточном сечении бензопровода. В этих случаях смесь обедняется, вызывая обратную вспышку в карбюраторе.

Необходимую площадь поперечного сечения бензопровода определяют с учётом следующих условий: двигатель мощностью Р, кВт, расходует бензина на 1 кВт в 1 час q, кг. Бензопровод сечением А при скорости перемещения бензина v, см/с, может подать топлива в количестве AV:

, (22.1)

где - объёмная масса бензина, г/см³.

Вследствие того, что расход бензина должен равняться количеству бензина, подаваемого через бензопровод,

P∙q =3600 AV (22.2)

или

A= , см². (22.3)

Радиус бензопровода

, см. (22.4)

22.2. Задания для самостоятельного решения

1. Рассчитать сечение бензопровода станции испытания двигателей внутреннего сгорания, учитывая, что при недостаточном сечении трубопровода возможна обратная вспышка в карбюраторе и возникновение пожара. Мощность двигателя Р=204 кВт, расход бензина на 1 кВт q=195,6 г/кВт∙ч и скорость перемещения бензина в трубопроводе двигателя V=0,93 м/с. Объёмная масса бензина 0,75 г/см³.

2. Рассчитать сечение бензопровода станции испытания двигателей внутреннего сгорания, учитывая, что при недостаточном сечении трубопровода возможна обратная вспышка в карбюраторе и возникновение пожара. Мощность двигателя Р=154 кВт, расход бензина на 1 кВт q=186,3 г/кВт∙ч и скорость перемещения бензина в трубопроводе двигателя V=0,78 м/с. Объёмная масса бензина 0,75 г/см³.

3. Рассчитать сечение бензопровода станции испытания двигателей внутреннего сгорания, учитывая, что при недостаточном сечении трубопровода возможна обратная вспышка в карбюраторе и возникновение пожара. Мощность двигателя Р=128 кВт, расход бензина на 1 кВт q=180,1 г/кВт∙ч и скорость перемещения бензина в трубопроводе двигателя V=0,69 м/с. Объёмная масса бензина 0,75 г/см³.

4. Рассчитать сечение бензопровода станции испытания двигателей внутреннего сгорания, учитывая, что при недостаточном сечении трубопровода возможна обратная вспышка в карбюраторе и возникновение пожара. Мощность двигателя Р=286 кВт, расход бензина на 1 кВт q=195,6 г/кВт∙ч и скорость перемещения бензина в трубопроводе двигателя V=1,31 м/с. Объёмная масса бензина 0,75 г/см³.

5. Рассчитать сечение бензопровода станции испытания двигателей внутреннего сгорания, учитывая, что при недостаточном сечении трубопровода возможна обратная вспышка в карбюраторе и возникновение пожара. Мощность двигателя Р=114 кВт, расход бензина на 1 кВт q=150,4 г/кВт∙ч и скорость перемещения бензина в трубопроводе двигателя V=0,65 м/с. Объёмная масса бензина 0,75 г/см³.

23. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри технологического оборудования

23.1. Общие сведения

Условия образования горючих (взрывоопасных) концентраций внутри производственных аппаратов зависят от пожаровзрывоопасных свойств и агрегатного состояния веществ, образующихся в технологическом процессе, конструктивных особенностей и режимов работы оборудования.

Внутри аппаратов с горючими газами или перегретыми парами взрывоопасные концентрации образуются в том случае, если в них попадает воздух или по условиям ведения технологического процесса подаётся окислитель (кислород, воздух, хлор и др.) при выполнении соотношения

, (23.1)

где – действительная (рабочая) концентрация горючего вещества, об. доли;

– нижний концентрационный предел распространения пламени при рабочей температуре ( это минимальное содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой (окислителем), при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания, об. доли (% об. или кг/м³);

– верхний концентрационный предел распространения пламени (максимальное содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой (окислителем), при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания, об. доли (% об. или кг/м³).

Значение и , приведённые к 25 °С, даны в табл. 23.1.

Таблица 23.1

Значения нижнего и верхнего концентрационных пределов, об. доли

По табл. 23.1 находим область распространения пламени горючего вещества ( – ).

Определить значение величин и при температуре среды, отличной от 25°, можно по формулам:

, (23.2)

, (23.3)

где – температура среды.

Рабочую концентрацию горючего газа в смеси с окислителем можно определить: _, (7.4)

где , – объёмные расходы горючего газа и окислителя, м³/с.

По условию (23.1) определить возможность образования взрывоопасной концентрации внутри производственного аппарата.

23.2. Задания для самостоятельного решения

1. По условиям технологического процесса в смеситель поступают: аммиак в объеме 450 м³/ч и окислитель (кислород) – 1200 м³/ч. Температура газовоздушной смеси 400 ºС. Дать заключение о возможности образования взрывоопасной концентрации внутри смесителя.

2. По условиям технологического процесса в смеситель поступают: ацетилен в объеме 200 м³/ч и окислитель (кислород) – 1000 м³/ч. Температура газовоздушной смеси 140 ºС. Дать заключение о возможности образования взрывоопасной концентрации внутри смесителя.

3. По условиям технологического процесса в смеситель поступают: ацетон в объеме 300 м³/ч и окислитель (кислород) – 5000 м³/ч. Температура газовоздушной смеси 250 ºС. Дать заключение о возможности образования взрывоопасной концентрации внутри смесителя.

4. По условиям технологического процесса в смеситель поступают: водород в объеме 80 м³/ч и окислитель (кислород) – 2200 м³/ч. Температура газовоздушной смеси 350 ºС. Дать заключение о возможности образования взрывоопасной концентрации внутри смесителя.

5. По условиям технологического процесса в смеситель поступают: оксид углерода в объеме 550 м³/ч и окислитель (кислород) – 4000 м³/ч. Температура газовоздушной смеси 500 ºС. Дать заключение о возможности образования взрывоопасной концентрации внутри смесителя.

24. Пожарная опасность выхода горючих веществ из поврежденного технологического оборудования

24.1. Общие сведения

При авариях и повреждениях аппаратов из них выходят горючие газы, пары или жидкость, что может привести к образованию взрывопожароопасных смесей, как в производственных помещениях, так и на открытых площадках.

Определяем сечение отверстия в днище аппарата:

, м², (24.1)

где – диаметр отверстия, м.

Массу выходящих наружу веществ при локальных повреждениях аппаратов определяют по формуле

, кг, (24.2)

где – коэффициент расхода, изменяющийся в пределах 0,45-0,85;

– сечение отверстия, через которое вещество выходит наружу, м²;

– скорость истечения вещества из отверстия, м/с;

– плотность вещества, кг/м³ (табл. 24.1);

– длительность истечения, с.

Таблица 24.1

Плотность пожароопасных жидкостей при различных температурах