TUTKIMUS: Poltto- ja räjähdysteoria. Kaasuseoksen polttamisen teoria. Paine, kun räjähdysvauhti kasvaa räjähdyksen aikana

Venäläisten ja ulkomaisten tutkijoiden palavien seosten palamisprosessien tutkimus on antanut mahdollisuuden teoreettisesti perustella monia ilmiöitä, jotka liittävät polttoprosessin, mukaan lukien liekin etenemisen nopeus. Kaasuseosten liekin etenemisen nopeuden opiskelu mahdollistaa kaasun viihteen turvalliset nopeudet muiden laitosten ilmanvaihdon, talteenoton, pyrkimisen ja putkistojen putkistoissa, jotka kuljetetaan kaasu- ja pölyiseosilla.

Vuonna 1889 Venäjän tutkijat V.A. Michelson tarkasteli kaksi rajaa liekin etenemistä normaalia tai hidasta polttamista ja räjäytyksen aikana.

Jatkokehittäminen liekkien normaalin leviämisen teoria ja retonaatio vastaanotettu N.N. Semenova, K.I. Schelkina, D.A. Frank-Kamenetsky, L.N. Chitrina, A.S. Sokolika, V.I. Skobelkin ja muut tutkijat sekä ulkomaiset tutkijat B. Lewis, Elbe ja muut. Tämän seurauksena räjähtävien seosten sytytysteoria luotiin. Kuitenkin pyrkimykset tulkita liekin leviämisen ilmiöitä aktiivisten keskuksen diffuusiona tai selittämällä liekkien leviämisen rajat piirin hajoamisen edellytysten kanssa eivät ole tarpeeksi vakuuttavia.

Vuonna 1942 Neuvostoliiton tutkija ya.b. Zeldovich laati kaasujen polttamisen ja räjäytyksen määräykset. Palamisteoria antaa vastauksen tärkeimpiin kysymyksiin: tämän koostumuksen sekoitus, mikä on räjähtävän seoksen polttava nopeus, mitä liekin ominaisuuksia ja muotoja on odotettavissa. Teoria väittää, että kaasun tai höyryseoksen räjähdys ei ole hetkellinen. Kun sytytyslähde viedään palavaksi seokseksi, polttoaineen hapetusreaktio sytytyslähteen vyöhykkeellä on hapettava aine. Hapettumisreaktion nopeus tässä vyöhykkeen elementtiryhmässä saavuttaa suurimman polttamisen. Polttaminen alkeellisen tilavuuden reunaan väliaineen kanssa kutsutaan liekin eteen. Flame-etupuolella on pallon tyyppi. Liekin edessä paksuus laskemalla ya.b. Zeldovich, joka on 1 - 100 μm. Vaikka polttovyöhykkeen paksuus ja on pieni, mutta riittävä virtaa polttoreaktio. Palamisreaktion lämpöä johtuva liekin etulämpötila on 1000 - 3000 0 C ja riippuu palavan seoksen koostumuksesta. Lähellä liekin etuosaa, seoksen lämpötila kasvaa myös lämmönsiirrosta lämmönjohtavuudella, lämmitettyjen molekyylien ja säteilyn diffuusio. Liekin etupuolen ulkopinnalla tämä lämpötila on yhtä suuri kuin itse sytytyspoltto-seoksen lämpötila. Seoksen lämpötilan muutos putken akselia pitkin ajan kuluessa kuvataan graafisesti kuviossa 2. 4.1. Layer Gaza QC 1.Mikä lisää seoksen lämpötilaa, on liekin etuosa. Lisääntyvä lämpötila liekin edessä laajenee (jopa KK 2.) Putken päätelaitteiden sivulla MUTTA ja M., siirtyy jonkin verran nopeudella laittomasta seosta kohti seinää M.ja poltettu kaasu seinän puolella MUTTA. Palattavan seoksen flammin jälkeen liekin pallommainen muoto on erittäin nopeasti vääristynyt ja se venytetään yhä enemmän ei-syttyvän seoksen suunnassa. Liekin etuosan vetäminen ja sen pinnan nopea nousu mukana liikkeen nopeuden lisääminen

liekin keskiosa. Tämä kiihdytys kestää, kunnes putkiseinät koskettavat liekkiä tai joka tapauksessa ei pääse lähemmäksi putkeinää. Tässä vaiheessa liekin koko laskee jyrkästi, ja vain pieni osa pysyy liekistä, päällekkäin putken koko osaa. Liekin etuosa ja sen intensiivinen kiihdytys välittömästi sytytyksen jälkeen, kun liekki ei ole vielä saavuttanut putkiseiniä, johtuvat polttotuotteiden tilavuuden kasvusta. Siten liekin etupuolen muodostuksen alkuvaiheessa kaasuseoksen syttymisasteesta riippumatta liekin kiihdytys ja myöhempi jarrutus ja tämä jarrutus on suurempi suurempi liekki.

Kuva. 4.1. Lämpötilan muutos ennen liekin edessä ja takana: 1 - vyöhyke

polttotuotteet; 2 - liekki edessä; 3 - itsesääntyvyöhyke;

4 - Esilämmitysalue; 5 - Lähdeseos

Seuraavien polttovaiheiden kehittämisen prosessi vaikuttaa putken pituuteen. Putken pidentäminen johtaa tärinän ulkonäköön ja liekin, iskun ja räjähdysaaltojen solurakenteen muodostumiseen.

Harkitse lämmitysvyöhykkeen leveys ennen liekin etuosaa. Tässä vyöhykkeessä kemiallinen reaktio ei jatka ja lämpöä ei kohdenneta. Lämmitysvyöhykkeen leveys l.(CM) voidaan määrittää riippuvuudesta:

missä mutta -Caffetriumlämpötila; v. - liekin leviämisnopeus.

Metaanilintaseokselle lämmitysvyöhykkeen leveys on 0,0006 M, se on huomattavasti vähemmän vety-ilman seokselle (3 mikronia). Seuraava poltto tapahtuu seoksessa, jonka tila on jo muuttunut lämmönjohtavuuden ja komponenttien diffuusiosta vierekkäisistä kerroksista. Reaktiotuotteiden sekoittaminen Ei erityistä katalyyttistä vaikutusta liekin siirtymän nopeuteen ei tarjoa.

Harkitse nyt nopeus siirtämällä liekin etuosaa kaasuseoksessa. Lineaarinen liikkeen nopeus v. (m / s) voidaan määrittää kaavalla

missä polttamisen, g / (cm × m 2), p massanopeus on alustavan palavan seoksen tiheys, kg / m 3.

Liekun etupuolen lineaarinen nopeus ei ole vakio, se muuttuu riippuen seoksen koostumuksista ja inerttien (ei-palava) kaasujen, seoksen lämpötilan, putkien halkaisijan jne. Suurin liekin etenemisestä Hinta ei havaittu seoksen stoikiometrisestä pitoisuudesta ja seoksesta ylimäärin polttoainetta. Kun se on tuotettu inerttien kaasujen palavaan seokseen, liekin etenemisnopeus pienenee. Se selitetään seoksen polttolämpötilan vähenemisellä, koska osa lämmöstä kulutetaan lämmitykseen, joka ei ole mukana inerttiä epäpuhtauksien reaktiossa. Liekyn nopeutta vaikuttaa inertin kaasun lämpökapasiteettiin. Mitä suurempi inertin kaasun lämpökapasiteetti, sitä suurempi se vähentää palamislämpötilaa ja vahvempi vähentää liekin etenemistä. Joten, metaanin seoksessa ilmaa, laimennettua hiilidioksidia, liekin etenemisnopeus on noin kolme kertaa pienempi kuin argonilla laimennetussa seoksessa.

Seoksen esikuumennuksella liekin etenemisen nopeus kasvaa. On todettu, että liekin etenemisen nopeus on verrannollinen seoksen alkuperäisen lämpötilan neliöön.

Putken halkaisijan kasvaessa liekin etenemisnopeus kasvaa epätasaisesti.

Putkien halkaisijan nousu jopa 0,10 - 0,15 m, nopeus kasvaa melko nopeasti; Putken halkaisija kasvaa edelleen, se kasvaa edelleen, mutta vähäisemmässä määrin. Lämpötilan nousu tapahtuu, kunnes halkaisija saavuttaa jonkin verran halkaisijaa, jonka yläpuolella nopeuden kasvua ei tapahdu. Putken halkaisijan väheneminen liekin etenemisen nopeus pienenee ja pienellä halkaisijalla putkessa ei ole liekkiä. Tämä ilmiö voidaan selittää lisäämällä lämpöhäviöitä putken seinien läpi.

Näin ollen liekin leviäminen palavassa seoksessa on välttämätöntä pienentää seoksen lämpötilaa tavalla tai toisella, jäähdytysastia (esimerkissä, putkessa) ulkopuolelta tai laimentamalla seos kylmällä inertti kaasu.

Palvelun etenemisen normaali nopeus on suhteellisen pieni (ei yli kymmenkunta metriä sekunnissa), mutta joissakin olosuhteissa putkien liekki leviää valtavalla nopeudella (2 - 5 km / s), joka ylittää äänen nopeuden tässä Ympäristö. Tätä ilmiötä kutsuttiin räjäytykseksi. Detonaation erottuvat ominaisuudet ovat seuraavat:

1) jatkuva polttoprosentti riippumatta putken halkaisijasta;

2) räjähdysaltaan aiheuttaman liekin korkea paine, joka voi ylittää 50 MPa, riippuen palavan seoksen kemiallisesta luonteesta ja alkuperäisestä paineesta; Lisäksi palamisen nopean nopeuden vuoksi kehityspaine ei riipu aluksen (tai putken) muodoista, kapasiteetista ja tiukkuudesta.

Harkitse nopean polttamisen siirtymistä räjäytykseen pitkällä putkella vakio-osasta, kun seos sytytetään suljetussa päässä. Liekin etuosan paineen alla palavassa seoksessa on puristusalustat - iskun aallot. Iskun aallossa lisää kaasun lämpötilaa arvoihin, joissa se seos itsessään tapahtuu kaukana liekin edessä. Tätä polttojärjestelmää kutsutaan räjäytykseksi. Liekin etuosan liikkeellä seinämän vieressä olevien kerrosten liikkuminen jarrutetaan ja seosta nopeutetaan vastaavasti putken keskellä; Jakelu

poikkileikkaus tulee epätasaiseksi. Kaasujen seosten suihkut näkyvät, joiden nopeus on pienempi kuin keskimääräinen kaasuseos, jolla on normaali poltto ja suihkussa liikkuu nopeammin. Näissä olosuhteissa liekin nopeus nousee suhteessa seokseen, kaasun polttamisen määrä yksikköä kohti kasvaa ja liekin etuosan liike määräytyy kaasupuhdan maksiminopeudella.

Kun liekki nopeutetaan, iskun aallon amplitudi kasvaa, puristuslämpötila saavuttaa seoksen itsesääntymisen lämpötilan.

Kaasun palamisen kokonaismäärän kasvu johtuu siitä, että virrassa muuttuja poikkileikkauksessa, liekin etupuolen mutka; Tämän seurauksena sen pinta kasvaa ja palavan aineen määrä kasvaa suhteessa.

Yksi tapoja vähentää palavien seosten palamisnopeutta vaikuttaa inertteiden kaasujen liekkiin, mutta niiden pienen tehokkuuden vuoksi käytetään tällä hetkellä kemiallista poltto-inhibitiota, lisäämällä halogenoidut hiilivedyt seokseen.

Palavilla kaasuseoksilla on kaksi teoreettista palamislämpötilaa - vakiotilavuus ja vakiopaine, ensimmäinen on aina korkeampi kuin toinen.

Kalorimetrisen polttolämpötilan laskentamenetelmä vakiopaineessa pidetään kohdassa 1. Tarkastellaan menetelmiä laskettaessa kaasun seoksien palamisen laskemista vakiotilavuudessa, joka vastaa räjähdyttä suljetussa astiassa. Teoreettisen polttolämpötilan laskentaperuste vakion tilavuudessa on samat olosuhteet, jotka on määritelty alareunassa. 1.7.

Kun poltat kaasuseoksia suljetussa tilavuudessa, polttotuotteet eivät toimi; Räjäisyyden energia kulutetaan vain räjähdystuotteiden lämmityksestä. Tällöin kokonaisenergia määritellään räjähtävän seoksen sisäisen energian summa q vn.men.cm ja tämän aineen polttamisen lämpö. Q vn.eng.cm: n arvo on yhtä suuri kuin räjähtävän seoksen komponenttien lämpökapasiteetin tuotteet vakion tilavuudessa seoksen alkutilassa

Q vn.an.cm \u003d c 1 t + 2 t + ... + n t,

jossa C1, C2, C N on räjähtävän seoksen muodostavien komponenttien erityinen lämpökapasiteetti, KJ / (kg × K); T - seoksen alkulämpötila, K.

Q vn.n. MSM: n arvo löytyy vertailutaulukoista. Kaasuseosten räjähdyksen lämpötila, jolla on vakio tilavuus, lasketaan samalla menetelmällä kuin seoksen palamislämpötila vakiopaineessa.

Räjähdyslämpötilassa räjähdyspaine löytyy. Kaasuilman seoksen räjähdyksessä oleva paine suljetussa tilavuudessa riippuu räjähdyksen lämpötilasta ja polttotuotteiden molekyylien määrän suhteesta räjähtävän seoksen molekyyleihin. Kaasuilman seoksen räjähdyksessä paine ei yleensä ylitä 1,0 MPa, jos seoksen alkupaine oli normaalia. Kun vaihdat ilmaa räjähtävässä seoksessa hapen kanssa, räjähdyspaine kasvaa voimakkaasti, koska polttolämpötila kasvaa.

Jopa stoikiometrisen kaasuseosen räjähdyksessä on huomattava määrä lämpöä typen lämmitykseen seoksessa, joten tällaisten seosten räjähdyksen lämpötila on paljon pienempi kuin räjähdyksen lämpötila happea. Joten metaanin, etyleenin, asetonin ja metyyli-EHI: n stoikiometrisen seoksen räjähdyksen paine

oxygen Ra on 1,5 - 1,9 MPa ja niiden stoikiometriset seokset Air 1.0 MPA: lla.

Suurin räjähdyspaine käytetään laitteiston räjähdyskelpoisuuden laskelmissa sekä turvaventtiilien, räjähtävän kalvojen ja räjäytyslaitteiden kuorimissa.

Joen räjähdyksen paine (MPa) Kaasuilman seokset lasketaan kaavalla

jossa P 0 on räjähtävän seoksen alustava paine; T 0 ja T-maisteet - Räjähtävän seoksen alkulämpötila ja räjähdyksen lämpötila, K; - palamistuotteiden kaasujen molekyylien lukumäärä räjähdyksen jälkeen; - seoksen kaasujen molekyylien lukumäärä räjähdykseen.

Esimerkki 4.1. . Laske paine etyylialkoholin ja ilmahöyryn seoksen räjähdyksessä.

P 0 \u003d 0,1 MPa; T VOITTAA \u003d 2933 K; T 0 \u003d 273 + 27 \u003d 300 K; \u003d 2 + 3 + 11,28 \u003d 16,28 mol; \u003d 1 + 3 + 11,28 \u003d 15,28 mol.

Venäjän federaation koulutuksen liittovirasto

Korkeamman ammatillisen koulutuksen valtion oppilaitos

"UFA State Oil Technical University"

Osasto "Teollinen turvallisuus ja työsuojelu"

Tutkimus aiheesta:

Poltto- ja räjähdyksen teoria

1. Theoreettiset ongelmat räjähdys

Teknologisilla prosesseilla, jotka liittyvät palavien kaasujen (GG) tuotantoon, kuljetukseen, jalostukseen, vastaanottamiseen, varastointiin ja käyttöön (GG) ja syttyvien nesteiden (LVZ), räjähdyskaasun ja tasaisten seosten muodostumisen riski on aina olemassa.

Räjähtävä väliaine voi muodostaa aineiden (kaasut, höyryt, pöly) seoksen ilmalla ja muilla hapettavilla aineilla (happi, otsoni, kloori, typpioksidit jne.) Ja aineita, jotka ovat kaltevia räjähdyttävään transformaatioon (asetyleeni, otsoni, hydratsiini jne. ).

Räjähdysten syyt ovat useimmiten varusteiden turvallisen käytön sääntöjen rikkominen, kaasut vuodot löysyyden kautta yhdisteisiin, laitteiden ylikuumeneminen, liiallinen paineen nousu, asianmukaisen valvonnan puute teknisen prosessin, aukon tai laitteiden osan rikkoutumisesta, jne.

Räjähdyksen aloittamisen lähde on:

avoin liekki, polttaminen ja kuumat elimet;

sähköiset päästöt;

Kemiallisten reaktioiden ja mekaanisten vaikutusten lämpömuodot;

vaikutukset vaikutuksesta ja kitkasta:

iskuja;

Sähkömagneettinen ja muu säteily.

PB 09-540-03: n mukaan räjähdys on:

I. Ajoneuvon vapauttaminen potentiaalisen energian vapauttamisesta, joka liittyy äkilliseen muutokseen aineen tilan ja mukana paineen hyppäämällä tai iskun aallossa.

2. Sisäisen energian lyhytaikainen vapautuminen, joka luo ylipainetta

Räjähdys voi tapahtua polttavalla (hapetusprosessilla) tai ilman sitä.

Parametrit ja ominaisuudet, jotka kuvaavat välineen räjähtävyyttä:

Flash-lämpötila;

Pitoisuus ja sytytyslämpötila;

Itse sytytyslämpötila;

Normaali liekin etenemisnopeus;

Minimaalinen räjähtävä happipitoisuus (hapettava aine);

Sytytysenergia;

Herkkyys mekaaniseen altistumiseen (vaikutus ja kitka). Vaaralliset ja haitalliset tekijät vaikuttavat työskentelyyn

räjähdyksen seurauksena ovat:

Iskun aalto, jonka edessä paine ylittää sallitun arvon;

Ylitysrakenteet, laitteet, viestintä, rakennukset ja rakenteet ja niiden halkeamat;

Räjähdys- ja (tai) haitallisten aineiden aikana muodostetut haitalliset aineet, joiden pitoisuus työskentelyalueen ilmassa ylittää suurimmat sallitut pitoisuudet.

Tärkeimmät tekijät, jotka kuvaavat räjähdyksen vaaraa:

Suurin paine ja räjähdyslämpötila;

Räjähdyksen kasvuvauhti;

Paine iskun aallon edessä;

Räjähtävän ympäristön risteys- ja fugasitiiviset ominaisuudet.

Räjähdyksessä aineen alkuperäinen potentiaalinen energia muunnetaan pääsääntöisesti kuumennettujen paineistettujen kaasujen energiaan, joka puolestaan \u200b\u200bsiirtyy liikkeen energiaan, puristukseen, lämmittämään väliainetta. Osa energiasta säilyy laajennettujen kaasujen sisäisen (lämpö) energian muodossa.

Räjähdysvallassa valitun energian kokonaismäärä määrittää hävittämisen yleiset parametrit (tilavuus, alue). Energian konsentraatio (energiayksikössä) määrittää tuhoutumisen voimakkuuden räjähdyksen painopisteessä. Nämä ominaisuudet puolestaan \u200b\u200briippuvat räjähdysjärjestelmän energian vapauttamisesta, mikä aiheuttaa räjähtävän aallon.

Tutkimuksen käytännössä yleisimpiä räjähdyksiä voidaan jakaa kahteen pääryhmään: kemialliset ja fyysiset räjähdykset.

Kemialliset räjähdykset sisältävät aineen kemiallisen transformaation prosesseja, jotka ilmenevät polttamalla ja tunnettu lämmönergian vapauttamisesta lyhyessä ajassa ja tällaisessa tilavuudessa, että painelaahat koskevat räjähdyksen lähdettä.

Fyysiset räjähdykset sisältävät prosesseja, jotka johtavat aineen räjähdykseen ja ei-kemiallisiin muutoksiin.

Satunnaisten räjähdysten syy on useimmiten polttoprosesseja. Tällaiset räjähdykset ovat useimmiten räjähteiden varastoinnin, kuljetuksen ja valmistuksen aikana (räjähteitä). Ne tapahtuvat:

Kemiallisten ja petrokemian alusten hankkeita ja räjähtäviä aineita;

Kun vuotaa maakaasusta asuinrakennuksissa;

haihtuvien tai nesteytettyjen palavien aineiden valmistuksessa, kuljetuksessa ja varastoinnissa;

kun pesu säiliöt nestemäisen polttoaineen säilyttämiseksi;

palavien pölyjärjestelmien ja joidenkin itsenäisten kiintoaineiden ja nestemäisten aineiden valmistuksessa, varastoinnissa ja käytössä.

Kemiallisen räjähdyksen ominaisuudet

Räjähdystyyppiä on kaksi päätyyppiä: kondensoituneen räjähdyksen räjähdys ja irtotavarana oleva räjähdys (höyryn pölyisten seosten räjähdys). Lauduttujen räjähteiden räjähdykset aiheuttavat kaikki kiinteät räjähteet ja suhteellisen pieni määrä nestemäisiä räjähteitä, mukaan lukien nitroglyseriini. Tällaisilla räjähdyksissä on tyypillisesti tiheys 1300-1800 kg / m3, mutta lyijy- tai elohopeaa sisältävät ensisijaiset räjähteet ovat paljon suuria tiheyttä.

Reaktion hajoaminen:

Räjähdyksen helpoin tapaus on hajoamisprosessi kaasumaisten tuotteiden muodostumisen kanssa. Esimerkiksi vetyperoksidin hajoaminen suurella lämpöteholla ja vesihöyryn ja hapen muodostumisen kanssa:

2N2O2 → 2N2O2 + O2 + 106 KJ / Mole

Vetyperoksidi on vaarallinen, alkaen konsentraatio 60%.

Hajoaminen kitkalla tai lyijyn atsidin vaikutukset:

Pb (N3) 2 → Pb 3N2 + 474 kJ / Mol.

Trinitrotrololol (TNT) on aine, jossa on "hapen puutos" ja siksi yksi hajoamisen tärkeimmistä tuotteista on hiili, joka edistää savun muodostumista TNT: n räjähdyksiä.

Räjähtävän hajoamiseen sisältyvät aineet sisältävät lähes aina yksi tai useampi ominaisuus kemiallinen rakenne, joka vastaa prosessin äkillisestä kehityksestä suuren määrän energiaa. Näihin rakenteisiin kuuluvat seuraavat ryhmät:

NO2 ja NO3 - orgaanisissa ja epäorgaanisissa aineissa;

N \u003d N-N - orgaanisissa ja epäorgaanisissa atsideissa;

NX3, jossa X on halogen

N \u003d C Fulminatassa.

Kompokemian lakien perusteella on mahdollista tunnistaa yhdisteitä, jonka hajoamisprosessi voi olla räjähtävä. Yksi ratkaisevista tekijöistä, jotka määrittävät järjestelmän mahdollisen vaaran, on sen sisäisen energian esiintyvyys alkuperäisessä tilassa verrattuna lopulliseen tilaan. Tällainen tila suoritetaan lämpöä (endoterminen reaktio) absorptiossa aineen muodostumisprosessissa. Esimerkki asiaankuuluvasta prosessista on asetyleenin muodostuminen elementeistä:

2C + H2 → CH \u003d CH - 242 kJ / Mol.

Ei vaarallisia aineita, jotka menettävät lämpöä muodostumisen muodostumisessa (eksoterminen reaktio), ovat esimerkiksi hiilidioksidi

C + O2 → CO2 + 394 kJ / Mol.

On syytä muistaa, että lämpökemiaksen lakien käyttö mahdollistaa vain räjähtävän prosessin mahdollisuuden tunnistaa. Sen harjoitus riippuu reaktionopeudesta ja haihtuvien tuotteiden muodostumisesta. Esimerkiksi parafiinin kynttilöiden reaktio hapen kanssa huolimatta korkeasta eksotermisesta, ei johda räjähdykseen sen pienen nopeuden vuoksi.

Reaktio 2Al + 4AAL + 4AS2O2 → Al2O3 + 2FE itsessään korkeasta eksotermisesta huolimatta ei myöskään johda räjähdykseen, koska kaasumaiset tuotteet eivät ole muodostettuja.

Redox-reaktiot, jotka muodostavat polttoreaktioiden perustana, ilmoitettu syy voi johtaa räjähdykseen vain olosuhteissa, jotka edistävät suurien reaktioiden nopeuksien ja paineen kasvun saavuttamiseksi. Vahvasti dispergoitujen kiintoaineiden ja nesteiden polttaminen voi johtaa suljetun tilavuuden olosuhteissa ylipainetta jopa 8 bar suhteellisen harvoin esimerkiksi nestemäisissä ilmajärjestelmissä, joissa aerosoli on öljypisaroiden sumu.

Polymerointireaktioissa mukana on eksoterminen vaikutus, ja lentävän monomeerin läsnäolo saavutetaan usein vaiheella, jolla voi esiintyä vaarallista nousua paineessa, jotta eräitä aineita, kuten etyleenioksidia, polymerointi voi alkaa huoneenlämpötilassa. Erityisesti Kun alkuperäiset yhdisteet ovat saastuneet aineilla, jotka kiihtyvät polymeroinnin. Etyleenioksidia voidaan myös isomeroitua asetaldehydin eksotermalissa:

CH2SN2O - CH3NS \u003d O + 113,46 kJ / Mol

Kondensaatioreaktioita käytetään laajalti maalien, lakkojen ja hartsien tuotannossa ja prosessin eksotermisen vuoksi ja haihtuvien komponenttien esiintyminen tuodaan joskus räjähdyksiin.

Selvennetään palamisen esiintymistä ja sen siirtymistä räjähdykseen, harkitse kaaviota (kuvio 1) palavassa järjestelmässä kehitetyn lämpötilan riippuvuudesta, jos se on volumetrinen lämmöntuotanto kemikaalien vuoksi Reaktio ja lämpöhäviö.

Jos esität kaavion lämpötilan T1 kriittisena pisteenä, jossa järjestelmässä on palaminen, on ilmeistä, että olosuhteissa, kun lämmönpudotus on ylimääräinen lämmöntutkimus, tällaista palamista ei välttämättä tapahdu. Tämä prosessi alkaa vain silloin, kun tasa-arvo saavutetaan lämmöntuotannon nousujen ja lämpöhäviön välillä (vastaavien käyrien koskettamisessa) ja sitten se kykenee kiihtyvän kasvavan lämpötilan ja. Painamalla räjähdyttä.

Siten lämpöeristykseen liittyvien olosuhteiden läsnä ollessa eksotermisen reaktion virtaus palavassa järjestelmässä voi johtaa paitsi polttamiseen vaan myös räjähdykseen.

Kehittyvät hallitsemattomat reaktiot, suotuisa räjähdys, johtuu siitä, että lämpösiirtonopeus on esimerkiksi reaktiomassa ja jäähdytin lämpötilaero, kun taas eksotermisen reaktion nopeus ja siten , siitä kasvaa lämmön virtaus, laki, joka kasvaa reagenssien alkuperäisissä pitoisuuksissa ja kasvaa nopeasti kasvavan lämpötilan vuoksi kemiallisen reaktionopeuden eksponentiaalisen riippuvuuden lämpötilassa (Arrhenius-laki). Nämä kuviot aiheuttavat seoksen pienimmät polttonopeudet ja lämpötila sytytyksen alemmassa pitoisuusrajalla. Polttoaineen ja hapettimen pitoisuus lähestyy stoikiometristä, palamisnopeutta ja lämpötilan nousua maksimaalisille merkkeihin.

Stoikiometrisen koostumuksen kaasun pitoisuus on palava kaasupitoisuus seoksessa, jossa on hapettava väliaine, jossa seoksen polttoaineen ja hapettimen kemiallinen vuorovaikutus on täysin varmistettu.

3. Fyysisen räjähdyksen ominaisuudet

Fysikaaliset räjähdykset pyrkivät sitoutumaan alusten räjähdyksiin höyryjen ja urien painosta. Lisäksi niiden muodostumisen tärkein syy ei ole kemiallinen reaktio vaan fyysinen prosessi, joka johtuu puristetun tai nesteytetyn kaasun sisäisen energian vapauttamisesta. Tällaisten räjähdyksen voimakkuus riippuu sisäisestä paineesta, ja tuhoaminen johtuu räjähtävän astian kaasun laajentamisesta tai fragmenttien iskualasta. Fyysinen räjähdys voi tapahtua esimerkiksi kannettavan sylinterin putoamisen kanssa kaasulla paineen alla ja venttiilin jakautuminen paineen alentamisesta. Nestekaasun paine ylittää harvoin 40 bar (tavallisten nesteytettyjen kaasujen kriittinen paine).

Fyysiset räjähdykset sisältävät myös niin sanotun fyysisen räjäytyksen ilmiö. Tämä ilmiö tapahtuu, kun sekoitetaan kuumia ja kylmiä nesteitä, kun yhden niistä lämpötila ylittää merkittävästi toisen kiehumispisteen (esimerkiksi sulan metallin kaataminen veteen). Tuloksena olevassa parin kaltaisessa seoksessa haihdutus voi räjähtää räjähdyksen vuoksi, kun sulattiin ohut flegmatisointipisarat, niiden nopea jäähdytyslevy ja kylmä neste ylikuumeneminen voimakkaalla höyrystyksellä.

Fyysisen räjäytyksen mukana on iskujaalto, jossa on ylimääräinen paine nestefaasissa, joka ulottuu joissakin tapauksissa yli tuhat ilmakehää. Monia nesteitä varastoidaan tai käytetään olosuhteissa, kun niiden höyryn paine ylittää merkittävästi ilmakehän. Tällaisia \u200b\u200bnesteitä ovat: nesteytetyt palavat kaasut (esimerkiksi propaania, butaania) nesteytetty ammoniakki kylmäaineita tai freonia, jotka on varastoitu huoneenlämpötilassa, metaania, joka on säilytettävä alennetussa lämpötilassa, ylikuumentunut vesi höyrykattiloissa. Jos kontti, jossa ylikuumentunut neste on vaurioitunut, ympäröivässä tilassa on pari päättymistä ja nesteen nopea osittainen haihdutus. Melko nopea päättyminen ja höyryn laajentaminen ympäristössä, räjähtävät aallot syntyvät. Alusten räjähdykset kaasu- ja paineparilla ovat:

Asuntojen eheyden häiriöt johtuvat mihin tahansa solmun, vaurioiden tai korroosion hajoamisen vuoksi väärin;

Aluksen ylikuumeneminen Sähkölämmityksen tai toimintatavan sairauden vuoksi (tässä tapauksessa astian sisällä oleva paine kasvaa ja kotelon lujuus pienenee tilaan, jolla vahinko tapahtuu);

Räjähdysalus, kun se ylittää sallitun paineen.

Kaasukäiliöiden räjähdykset, joita seuraa ilmakehän polttaminen, perustuen samoihin syihin, jotka on kuvattu edellä ja ovat ominaisia \u200b\u200bfyysisistä räjähdyksistä. Tärkein ero on muodostaa tulinen pallo tässä tapauksessa, jonka koko riippuu ilmakehään heitetyn kaasumaisen polttoaineen määrästä. Tämä määrä riippuu vuorotellen fyysisestä tilasta, jossa kaasu on säiliössä. Kun polttoaineen sisältö kaasumaisessa tilassa sen määrä on paljon pienempi kuin säilytystilanteessa samassa säiliössä nestemäisessä muodossa. Räjähdysparametrit, jotka määräävät sen seuraukset, määräytyvät pääasiassa räjähdysalueen energianjaonniston luonteesta ja sen jakautumisesta räjähdysaaltoina räjähdyslähteenä.

4. Energiapotentiaali

Räjähdys on suuri tuhoisa kyky. Räjähdyksen tärkein ominaisuus on aineen kokonaisergia. Tätä indikaattoria kutsutaan räjähdysvaaran energiapotentiaaliksi, se siirtyy kaikkiin parametreihin, jotka kuvaavat räjähdyksen laajuutta ja vaikutuksia.

Laitteen hätäasennossa sen täydellinen julkistaminen (hävittäminen);

Nesteen henkinen alue määritetään rakennusten suunnitteluratkaisujen tai ulkoisen asennuspaikan pohjalta;

Haihduttamisen aika hyväksytään enintään 1 tunti:

E \u003d EII1 + EII2 + EII1 + EII2 + EIII3 + EII4,

räjähdys Palohuoneet Vaara

jos EI1 on adiabaattisen laajennuksen ja höyryfaasin (PGFH suoraan lohko, KJ;

EI2 - GPF: n polttoenergia, joka tuli paineistetun alueen vierekkäisistä esineistä (lohkot), kJ;

EII1 - GTHF: n palamisen energia, joka syntyy tarkasteltavana olevan lohkon ylikuumenemattoman frien energian vuoksi ja vastaanotettu vierekkäisistä KJ-esineistä;

EII2 - PGF: n polttoenergia, joka syntyy nestefaasista (SHA), joka johtuu eksotermisen reaktioiden lämmön takia, jotka eivät pysähdy masennuksen aikana, KJ;

EII3 - PGF: n palamisen energia. muodostettu ulkoisesta jäähdytysnesteestä lämmönsiirtoon ulkoisista jäähdytysnesteistä, KJ;

EII4 - PGF: n polttoenergia, joka on muodostettu vuotamisesta kiinteästä pinnasta (lattia, lava, maaperä jne.) Lämmönsiirto ympäristön lämmönsiirroksesta (kiinteästä pinnasta ja ilmasta nesteeseen sen pinnalla) ), KJ.

Räjähdysmarkkinoiden kokonaismäärien ja edellä mainitun massan ja suhteellisen energiapotentiaalin arvojen mukaan määritetään teknisten lohkojen räjähdysvaaran ja suhteellisen energiapotentiaalin arvot.

Edellä oleva massa on räjähdysmäisen höyrykaasupilven palavien höyryjen (kaasujen) kokonaismassa, joka pienenee yhteen polttoenergiaan, joka on 46000 kJ / kg:

Teknologisen yksikön yhdistelmän suhteellinen energiapotentiaali, joka luonnehtii kokonaispolttoenergiaa ja se voi olla laskettu menetelmä kaavan mukaista:

jossa e on teknisen yksikön räjähtävän energiapotentiaali.

Höyryn lähetysmassan suhteellisten energiapotentiaalien arvojen mukaan tekniset lohkot luokitellaan. Teknologisten lohkojen räjähtävän luokan indikaattorit esitetään taulukossa 1.

Taulukonumero

Räjähdysluokka	Ov	m.
I.	>37	>5000
II.	27 − 37	2000−5000
III	<27	<2000

5. TROTIL-VAKUU. Ylipaine iskun edessä aalto

Jos haluat arvioida satunnaisille ja tahallisille altistumisasteja, joita arvioidaan TNT-ekvivalentin avulla, käytetään laajalti. Tämän menetelmän mukaan tuhoutumisen tuhoaminen on tunnusomaista TNT-ekvivalentti, joka määrittää tropy-massan, joka tarvitaan tämän tuhoutumisen tason aiheuttamiseksi. Kemiallisesti epästabiileja yhdisteitä, jotka lasketaan kaavoilla:

1 höyrylle

q / - Höyrykaasuympäristön erityinen lämpöpoltto, kg kg,

qT - TNT KJ / kg: n räjähdyksen erityinen energia.

2 kiinteäksi ja nestemäisille kemiallisesti epävakaaville yhdisteille

jossa wk on kiinteän aineen ja nestemäisten kemiallisesti epävakaiden yhdisteiden massa; QK- Kiinteiden ja nestemäisten kemiallisesti epästabiilisten yhdisteiden räjähdyksen erityinen energia. Kaasuilman, höyryilman seoksen tai pölyn tuotannossa muodostuu iskun aallon. Rakennusrakenteiden, laitteiden, koneiden ja viestinnän resoluutioaste sekä ihmisten tappio riippuu iskun edessä Δрф: n etuosassa (ero suurimman paineen välillä iskun edessä ja normaali ilmakehän paine ennen tätä edessä).

Laskelmat palavien kemiallisten kaasujen ja nesteiden vaikutuksen arvioimiseksi vähennetään ylipaineen määrittämiseen iskun aallon (Δрф) edessä kaasuilman seoksen räjähdyksessä tietyllä etäisyydellä säiliöstä, jossa tietty määrä varastoidaan räjähtävään seokseen.

6. Laskenta liiallisen räjähdyspaineen määrittelemällä

Palavien kaasujen liiallisen räjähdyspaineen laskeminen, syttyvien ja palavien nesteiden höyryt tehdään NPB 105-03: ssä kuvatun menetelmän mukaisesti, rakennuksissa, rakennuksissa ja ulkoisissa laitteissa räjähdyksessä ja palovaarassa. "

Tehtävä: Määritä vetysulfidin sisätilojen räjähdyksen ylimääräinen paine.

Lähdeolosuhteet

Tila on jatkuvasti 20 m3 laitteessa. Laite sijaitsee lattialla. Putkistojen halkaisija, jonka läpimitta on 50 mm, rajoittaa venttiilit (manuaalinen), on asennettu putkilinjoihin, on 15 m. Vetyisulfidin kulutus putkistoissa 4 · 10-3 m3 / s. Tilat Koko - 10x10x4 m.

Sisätiloissa on hätäilmanvaihto, jossa on moninaisuus ilmanvaihtoa 8 H-1. Hätäilmanvaihto on varustettu varmuuskopioinfaneilla, automaattinen käynnistys, kun ylittyy suurimman sallitun räjähtävän pitoisuuden ja virtalähteen ensimmäisellä luotettavuudella (PUE). Laitteet ilmasta huoneesta sijaitsevat lähellä mahdollisen onnettomuuden paikkaa.

Rakennusrakenteen tärkeimmät rakennusrakenteet betoni.

Arvioidun vaihtoehdon perustelut

NPB 105-03: n mukaan onnettomuuden epäedullinen vaihtoehto olisi otettava laskettuna onnettomuudena, jossa suurimmat aineet ovat vaarallisimpia räjähdyksen vaikutuksiin.

Ja laskettuna versiona, astian paineenasennuksen versio, jossa on vetysulfidia ja saanto siitä ja syöttää ja vähentää vetysulfidiputkia huoneen kokoon.

1) liiallinen räjähdyspaine yksittäisille palaville aineille, jotka koostuvat atomeista C, H, O, N, Cl, Br, I, F, määräytyvät kaavalla

(1)

missä on stoikiometrisen kaasuilman tai höyryilman seoksen räjähdyksen suurin paine suljetussa tilavuudessa, joka määritetään kokeellisesti tai vertailutietoihin P.3 NPB-105-03: n vaatimusten mukaisesti. Tietojen puuttuessa sen annetaan kestää 900 kPa;

Alkupaine, kPa (sallitaan kestää 101 kPa);

Palavan kaasun (GG) tai höyryjen massa (LVZ) ja syttyviä nesteitä (GZH), jotka tulivat onnettomuustilan seurauksena, kg;

Palattavan osallistumisen kertoimen räjähdyksessä, joka voidaan laskea kaasujen ja höyryjen jakautumisen perusteella huoneen kokoa liitteen mukaisesti. Se on sallittua tehdä arvo taulukossa. 2 NPB 105-03. Otan 0,5;

Vapaa tila;

Lasketun lämpötilan osalta g.ufun absoluuttinen ilmanlämpötila otetaan (Snip 23-01-99 "rakentamisen climatology").

Alla on laskenta arvojen, jotka ovat välttämättömiä vetysulfidin sisätilojen räjähdyksen ylimääräisen paineen määrittämiseksi.

Vetysulfidin tiheys lasketusta lämpötilasta:

jossa m on vetysulfidin molaarinen massa, 34,08 kg / kmol;

v0 on molting tilavuus, joka on vähintään 22,413 m3 / kmol;

0,00367 - lämpötilan laajennuskerroin, Hail -1;

tP - laskettu lämpötila, 390S (Absoluuttinen ilmanlämpötila UFA: lle).

Vetyisulfidin stoikiometrinen pitoisuus lasketaan kaavalla:

;

jossa β on hapen stoikiometrinen kerroin polttoreaktiossa;

nC, NN, N0, NX, - atomien lukumäärä, N, O ja Halidit polttoainemolekyylissä;

Vetysulfidille (H2S) NC \u003d 1, NN \u003d 4, N0 \u003d 0, NX \u003d 0,

Korvaa β: n arvon, saamme vetysulfidin stoikiometrisen pitoisuuden arvon:

Lasketussa onnettomuudessa vastaanotettujen tilojen vetysulfidin koko koostuu kaasun tilavuudesta, joka tuli laitteesta, ja putkistosta vapautuvan kaasun tilavuus venttiilien sulkemiseen ja venttiilien sulkemisen jälkeen:

jossa VA on laitteesta julkaistun kaasun tilavuus, M3;

V1t - putkistosta julkaistun kaasun tilavuus ennen sen sammuttamista, M3;

V2T - putkistosta vapautuvan kaasun tilavuus sen jälkeen, kun se on kytketty pois päältä, M3;

jossa nestevirtauksen määrä määritetään teknisten määräysten mukaisesti, M3 / S;

T - kaasuvirtauksen kesto huoneen kokoon määräytyy NPB: n 105-03 C kohdan 38 mukaisesti;

jossa D on putkistojen sisähalkaisija, m;

LN - Putkistojen pituus hätälaitteista venttiileihin, m;

Näin ollen vetysulfidin koko tuli huoneeseen onnettomuuden version alle:

Vedynisulfidin massa:

Jos kyseessä on palavien kaasujen, syttyvien tai palavien kaasujen, syttyvien tai palavien nesteiden massan arvon määrittämisen, sen annetaan ottaa huomioon hätäilmanvaihdon toiminta, jos se on varustettu varmuuskopioinfaneilla, automaattinen käynnistys, kun suurin sallittu sallittu Räjähdyssuojattu pitoisuus ja virtalähde ensimmäiselle luotettavuudelle ylittyvät (PUE), jollei laitteiden sijainti ilman poistamista mahdollisen onnettomuuden sijainnin välittömässä läheisyydessä.

Tässä tapauksessa syttyvien kaasujen tai höyryjen massa, joka on lämmitetty flash-lämpötilaan ja edellä, joka syötettiin huoneen tilavuuteen, on jaettava kaavassa määritettyyn kerroin

missä - hätäilmanvaihdon muodostama ilmapörssi, 1 / c. Tässä huoneessa on ilmanvaihto, jossa on moninaisuus ilmanvaihtoa - 8 (0,0022 ° C);

Palavien kaasujen ja höyryjen kesto syttyvien ja palavien nesteiden virtauksen kesto huoneen koon, C: n, joka hyväksyy 300 sekunnin ajan. (S.7 NPB 105-03)

Vedynisulfidin massa, joka sijaitsee onnettomuudessa tarkasteltavassa huoneessa:

Räjähdyslaskentatulokset

Vaihtoehto	Palava kaasu	Arvo, kPa

Rikkivety		5	Medium Rakennukset

Pöytä. Suurin sallittu ylipaine kaasun, höyryn tai pölyisten seosten palamisen aikana huoneissa tai avoimessa tilassa

Lähde ja lasketut tiedot vähenevät taulukkoon 2.

Taulukko 2 - Lähde ja lasketut tiedot

P / P	Nimi	Nimitys	Arvo
1	Aine, sen nimi ja kaava	Rikkivety	H2S.
2	Molekyylipaino, kg · KMOL-1	M.	34,08
3	Nesteen tiheys, kg / m3	ρZh.	-
4	Kaasun tiheys laskennassa lämpötilassa, kg / m3	ρg.	1,33
5	Keskipitkän lämpötila (räjähdysilma), 0c	T0.	39
6	Paine tyydyttyneen höyryn, kPa	PH	28,9
7	Stoikiometrinen pitoisuus, tilavuusprosentti.	Cst	29,24
8	Huoneen koko - Pituus, m - Leveys, m - Korkeus, m
9	Putkilinjat koot: - halkaisija, m -Tlin, M.
10	Heptaanin kulutus putkistossa, M3 / S	q.	4 · 10-3.
11	Sulkemisaikaventtiilit	t.	300
12	Hätäilmaisuus Moninkertaisuus, 1 / tunti	A.	8
13	Suurin räjähdyspaine, kPa	Pmax.	900
14	Alkupaine, KPA	P0.	101
15	Vuotokerroin ja ei-adheesio	Kna	3
16	Polttoaineen osallistumissuhde räjähdyksessä	Z.	0,5

NPB: n 105-2003 mukaan räjähdyksen ja palovaaran tilojen huoneet hyväksytään taulukon 4 mukaisesti.

Tilojen luokka	Aineiden ja materiaalien ominaisuudet (levittäminen) sisätiloissa
Ja räjähdys	Palattavat kaasut, syttyvät nesteet, joiden läpivihreä lämpötila on enintään 28 ° C sellaisessa määrässä, joka voi muodostaa räjähtävän höyryn ulkoiset seokset, joiden sytytys on laskenut räjähdyksen liiallinen paine huoneen kehitykseen., Ylittää 5 kPa . Aineet ja materiaalit, jotka kykenevät räjähtämään ja polttavat vuorovaikutuksessa veden, ilman hapen tai toistensa kanssa sellaisessa määrässä, että laskettu liiallinen ylimääräinen räjähdyspaine huoneessa ylittää 5 kPa.
räjähdysvaarallinen	Palavat pölyt tai kuidut, syttyvät nesteet, joiden puhtaaminen on yli 28 ° C, palavat nesteet tällaisessa määrässä, joka voi muodostaa räjähtävän pölyisen tai höyryilman seoksen, jonka sytytys on laskettu räjähdyksen liiallinen paine huoneessa ylittää 5 kPa.
B1-B4 Tulipalo Vaarallinen	Palavat ja kovat nesteet, kiinteät palavat ja kovat polttavat aineet ja materiaalit (mukaan lukien pölyt ja kuidut), aineet ja materiaalit. Kykyy vuorovaikutuksessa veden, ilman hapen tai toistensa kanssa vain polttaa edellyttäen, että huoneissa Huoneet, joissa ne ovat saatavilla tai valittavat, eivät kuulu A tai B-luokkiin
G.	Palamattomat aineet ja materiaalit kuumalla, punaisella tai sulassa tilassa, jonka käsittelyprosessi liittyy säteilylämmön, kipinöiden ja liekkien vapauttamiseen; Palavat kaasut, nesteet ja kiinteät aineet, jotka poltetaan tai hävitetään polttoaineelle.
D.	Ei-palamattomat aineet ja materiaalit kylmässä kunnossa,

Päätelmä: Huone viittaa luokkaan A, koska se on mahdollista polttoaineen kaasun saanto (vetysulfidi) tällaisessa määrässä, joka voi muodostaa räjähtäviä höyryn ulkona olevia seoksia, joiden sytytys on räjähdys räjähtävän räjähdyksen liiallinen paine kehittyy ylittää 5 kPa.

8. Teknologian räjähdysvaaran energiaindikaattoreiden määrittäminen räjähdyksen aikana

Yksikön räjähdystuotannon E (CJ) energiapotentiaali määritetään lohkon höyryfaasin kokonaispolttoenergiksi ottaen huomioon sen adiabaattisen laajennuksen suuruus sekä koko poltto Haihdutettu neste sen salmen mahdollisimman suuresta alueesta, ja sitä pidetään:

1) Laitteen hätäasennossa on täydellinen paljastus (tuhoaminen);

2) nesteen henkinen alue määritetään rakennusten tai ulkopuolisen alueen suunnitteluratkaisujen perusteella;

3) Haihdutusaika on otettu enintään 1 h:

Adiabaattisen laajennuksen A (CJ) ja PGF: n polttaminen, joka on lohkossa, KJ:

q "\u003d 23380 kJ / kg - PGF: n palamisen (vetysulfidi) palamisen erityinen lämpö;

26.9 - Polttokaasimen massa

PHF: n adiabaattisen laajentamisen energian käytännön määrittämiseksi voit käyttää kaavaa

jossa B1 voidaan hyväksyä taululla. 5. Jos adiabudes on osoitettu K \u003d 1,2 ja paine 0,1 MPa on 1,40.

Taulukko 5. Kertoimen B1 arvo riippuen teknisen yksikön väliaineen ja paineen indikaattorin indikaattorista riippuen

Indikaattori	Paine järjestelmässä, MPA
adiabat	0,07-0,5	0,5-1,0	1,0-5,0	5,0-10,0	10,0-20,0	20,0-30,0	30,0-40,0	40,0-50,0	50,0-75,0	75,0-100,0
k \u003d 1,1	1,60	1,95	2,95	3,38	3,08	4,02	4,16	4,28	4,46	4,63
k \u003d 1,2	1,40	1,53	2,13	2,68	2,94	3,07	3,16	3,23	3,36	3,42
k \u003d 1,3.	1,21	1,42	1,97	2,18	2,36	2,44	2,50	2,54	2,62	2,65
k \u003d 1,4.	1,08	1,24	1,68	1,83	1,95	2,00	2,05	2,08	2,12	2,15

0 kJ - PGF: n palamisen energia, joka sai painetun alueen vierekkäisistä esineistä (lohkot), KJ. Viereisiä lohkoja ei ole, joten tämä komponentti on nolla.

0 kJ on PGF: n polttoenergia, joka syntyy tarkasteltavana olevan lohkon ylikuumeneellisen paistaisen energian ansiosta ja vastaanotettu vierekkäisistä esineistä TI: n aikana.

0 kJ - PGF: n palamisen energia, joka syntyy eksotermisista reaktioista, koska eksotermiset reaktiot, joita ei ole pysäytetty paineenalennuksen aikana.

0 kJ - PGF: n polttoenergia, joka syntyy ulkoisesta jäähdytysnesteestä ulkoisesta jäähdytysnesteestä.

0 kJ - PGF: n polttamisen energia, joka on muodostettu kaadonneesta kiinteästä pinnasta (lattia, kuormalava, maaperä jne.) Lämmönsiirron vuoksi ympäristöstä (kiinteästä pinnasta ja ilmasta nesteeseen) pitkin sen pintaa.

Lohkon räjähdyksen energiapotentiaali on yhtä suuri kuin:

E \u003d 628923,51 kJ.

Räjätyvyyden E: n energiapotentiaalien arvojen mukaan edellä mainitun massan ja suhteellisen energiapotentiaalin arvot, jotka kuvaavat teknologisten lohkojen räjähdysvaaraa.

Räjästä höyrykaasupilvestä T annetaan yhteensä 46 000 kJ / kg: n räjähdysvaarallisesta höyryä (kaasut)

Teknisen yksikön räjähdysvaaran suhteellinen energiapotentiaali on kaavan mukaisen arvioitu menetelmä

QB: n suhteellisten energiapotentiaalien arvojen ja höyrykaasun väliaineen yläpuolisen massan arvojen mukaan tekniset lohkot luokitellaan. Luokan indikaattorit on esitetty taulukossa. viisi.

Taulukko 4. Teknologisten lohkojen räjähdysluokat

Räjähdysluokka	Qb	m, kg.
I.	> 37	> 5000
II.	27 - 37	2000 - 5000
III	< 27	< 2000

Päätelmä: Huone kuuluu räjähdysvaara-luokan III, koska räjähdysvaarallisen vety-sulfidihöyryn pilven kokonaispaino pienenee yhteen erityiseen polttoenergiaan, joka on 16,67 kg, räjähdyksen suhteellinen energiapotentiaali on 5.18.

9. Kaasuilman seoksen räjähtävän pitoisuuden laskeminen sisätiloissa. Räjähdysvaaran tilojen määrittely

Määritämme vetysulfidin sisätilojen räjähtävän pitoisuuden tilavuus:

jossa T on höyrysaineseoksen massa huoneessa, kg,

NKPV - Sytytysvirran pitoisuusraja, G / m3.

Höyryilmaseoksen pitoisuus huoneessa on:

kun VCM on vetysulfidin sisätilojen räjähtävän pitoisuuden tilavuus, M3, VC6 - vapaa tila, M3.

Laskentatulokset on esitetty taulukossa 6.

Taulukko 6. Kaasuilman seoksen pitoisuuden laskemisen tulokset

PUE: n mukaan tarkasteltavana olevat tilat viittaavat tiloissa sijaitseviin luokan B-IA - vyöhykkeisiin, joissa normaali toiminta, räjähtävät palavat kaasut (riippumatta sytytyksen alarajasta) tai LVZ: n höyryt ilmalla ei ole muodostettu, ja ne ovat mahdollisia onnettomuuksien ja toimintahäiriöiden seurauksena.

10. Räjähdysvyöhykkeiden määrittäminen. Luokitteluvyöhykkeet

Kaasuilman seoksen räjähdyksen sädevyöhykkeet määritettiin PB 09-540-03: n lisäyksessä 2 esitetyn menettelyn mukaisesti.

Räjähdysvaikutukseen osallistuvat höyrykaasujen aineet (kg) määräytyvät työn mukaan

jossa z on edellä mainitun sulfidin osuus, joka osallistuu räjähdykseen (GG on 0,5),

t - Vegesulfidin massa, kg.

Räjähdyksen altistumisen tason arvioiminen voidaan käyttää trotil-ekvivalenttia. Höyrykaasualustan WT: n räjähdyksen (kg) räjähdyspäätös määräytyy höyrykaasupilvien räjähdysten luonteen ja tuhoutumisen luonteen sekä kiinteän ja nestemäisen kemiallisesti epästabiilisten yhdisteiden räjähdyksissä.

Höyrykaasumateriaalille aivopuhelujen TROTIL Equivaali:

jossa 0,4 on höyrykaasualustan räjähdyksen energian osuus, joka kuluu suoraan iskun aallon muodostumiseen;

0,9 - Trinitrotoloola-räjähdyksen (TNT) energian osuus, joka kuluu suoraan iskun aallon muodostumiseen;

q "Vaihto-kaasuympäristön, KJ / KG;

qT - TNT: n, KJ / kg: n räjähdyksen erityinen energia.

Hävitysvyöhyke katsotaan alueeksi R-säteellä määriteltyjen rajojen, jonka keskipiste katsotaan teknologisen järjestelmän teknologisena yksikkönä tai todennäköisimmin. Kunkin vyöhykkeen rajoilla on ominaisia \u200b\u200bylimääräisiä paineita AR: n iskualan etupuolella ja vastaavasti dimensiotonta kerroin K. Taulukossa 6 esitetään hävittämisvyöhykkeiden luokittelu.

Taulukko 7. Mahdollisen tuhoutumisen taso, jolla on räjähdysmäinen muuntaminen polttoaineen ilman seoksista

Restruktiovyöhykkeen luokka	Δp, kPa	Jllek	Hävittämisen vyöhyke	Leesiovyöhykkeen ominaisuudet
1	≥100	3,8	koko	Kaikkien rakennusten ja rakenteiden elementtien tuhoaminen ja romahdus, mukaan lukien kellarit, ihmisten selviämisen prosenttiosuus; Hallinnollisten kotitalouksien rakennusten ja tavallisten versioiden hallinnan rakennukset - 30%; Tuotantorakennukset ja tavanomaisten suorituskyvyn rakenteet - 0%.
2	70	5,6	vahva	Seinien osien tuhoutuminen ja ylemmän kerroksen päällekkäisyydet, seinien halkeamien muodostuminen, alemman kerroksen päällekkäisyyksien muodonmuutokset. On mahdollista rajoittaa säilöttyjen kellareiden käyttö panosten poistamisen jälkeen. Ihmiset Survival Prosenttiosuus: Hallinnollisten kotitalouksien rakennusten ja tavallisten versioiden rakennusten hallinta - 85%: Tuotantorakennukset ja tavanomaisten suorituskyvyn rakenteet - 2%
3	28	9,6	keskellä	Hävittäminen on pääasiassa toissijaisia \u200b\u200belementtejä (katot, väliseinät ja ovi täytteet). Päällekkäisyyttä ei yleensä ryhdy. Osa tiloista soveltuu käytettäväksi roskien ja korjaamojen poistamisen jälkeen. Henkilöiden selviytymisen prosenttiosuus: - Hallinnolliset rakennukset ja tavallisten esitysten hallinnan rakennukset - 94%.
4	14	28	heikko	Ikkunan ja ovien täytteiden ja väliseinien tuhoaminen. Kellarit ja alemmat kerrokset tallennetaan täysin ja sopivat väliaikaiseen käyttöön roskat ja tiivistävät aukkoja. Henkilöiden selviytymisen prosenttiosuus: - hallinnollisten kotitalouksien rakennusten ja tavallisten suorituskyvyn hallinnan rakennukset - 98 prosenttia; Tuotantorakennukset ja tavallisten esitysten rakenteet - 90%
5	≤2	56	luovutukset	Lasin täytteiden tuhoaminen. Prosenttiosuus eläkkeistä - 100%

Destruktiovyöhykkeen säde (M) määräytyy yleensä ilmaisulla:

jos K on dimensiotonta kerrointa, joka kuvaa räjähdyksen vaikutusta kohteeseen.

Taulukossa 7 on esitetty taulukossa 7 säteilevien säteilyvyöhykkeiden laskemisen tulokset huoneen polttoaineen ja ilmaneoksen räjähdyksen aikana.

Taulukko 7 - Radio-hävitysalueiden laskemisen tulokset

Luettelo käytetyistä lähteistä

1. Beschens M.V. Teolliset räjähdykset. Arviointi ja varoitus. - M. kemia, 1991.

2. Elinllisen toiminnan turvallisuus, teknologisten prosessien ja teollisuuden turvallisuus (työvoiman suojelu): opinnot, yliopistojen käsikirja / P.P. Kukin, V.L. Lapin, N, L. Ponomarev ja muut - m.,: Korkeampi. Shk.t 2001,

3. PB 09-540-03 "Yleiset räjähdysvarat Räjähdysturvallisuus Vaaralliset kemialliset, petrokemian ja öljynjalostamot".

4. GOST 12.1 010-76 * Räjähdysturvallisuus

5. NPB 105-03 "Tilien ja rakennusten luokkien määritelmä, ulkoiset laitokset räjähtävän ja palovaaran."

6. Snip 23 -01-99 Rakennuskotitologia.

7. Aineiden ja materiaalien lopettaminen ja niiden sammutusaineet. Ed. "N. Baratova ja A. Ya. Korolchenko. M., Kemia, 1990. 8. Sähkölaitteiden laitteen säännöt. Ed. Seitsemäs.

Liekinliike kaasu sekoitus nimeltään liekki. Riippuen liekin etenemisen nopeudesta, palaminen voidaan hylätä useiden m / s, räjähtävän nopeudella, noin kymmeniä ja satoja m / s ja räjähdys - tuhansia m / s.
Delaning tai normaali palaminen Lämmönsiirto kerroksesta kerrokseen on ominaista ja liekki, joka syntyy lämmitettäessä ja laimennetulla aktiivisilla radikaaleilla ja seoksen reaktiotuotteet siirretään alkuperäiseen palavaan seokseen. Tämä selitetään se, että liekki, kuten se oli, tulee lähde, joka erottaa jatkuvan lämmön ja kemiallisesti aktiiviset hiukkaset. Tämän seurauksena liekin etuosa ja liikkuu palavaa seosta.
Delgramen polttaminenjaettu laminaariin ja turbulenttiin.
Laminarin polttaminen on luontainen normaaliin liekin etenemiseen.
SSBT: n GOST 12.1.044: n tavanomaista nopeutta kutsutaan flame Front Travelnopeus Mitä tulee palamattomaan kaasuun, suuntaan, pintaan pinnalle.
Normaalin liekin etenemisnopeuden arvo on yksi tulipalon ja räjähdysaineiden indikaattoreista, luonnehtii nesteiden ja kaasujen käyttöön liittyvän teollisuuden vaaraa, sitä käytetään laskemisessa kaasun, höyryn räjähtävän paineen lisäämisessä - SST: n GOST 12.1.004 ja GOST 12.1.010: n vaatimusten ja GOST 12.1.010: n vaatimusten mukaisesti.
Normaali liekin etenemisnopeus on seoksen fysikaalis-kemiallinen vakio - riippuu seoksen, paineen ja lämpötilan koostumuksesta ja määritetään kemiallisen reaktion ja molekyylisten lämpösjohtavuusten nopeudella.
Lämpötila Suhteellisen huonosti kasvattaa normaalia liekin etenemistä, inertit epäpuhtaudet vähentävät sitä ja paineen nousu joko kasvuun tai nopeuden vähenemiseen.
Laminar-kaasuvirrassa Kaasukeskukset ovat pieniä, ja palava seos muodostuu molekyylidiffuusion seurauksena. Tässä tapauksessa palamisnopeus riippuu palavan seoksen muodostumisnopeudesta. Turbulentti liekit Se muodostuu liekin etenemisen nopeuden lisääntymisestä, kun sen liikkeen laminaruus häiritsee. Turbulenttisessa liekkillä kaasupuhdistus parantaa kaasujen reagoinnin sekoittamista, koska pinta kasvaa, jonka läpi molekyylidiffuusio tapahtuu.
Polttoministerin vuorovaikutuksen seurauksena hapettimien kanssa muodostuu polttotuotteita, joiden koostumus riippuu alkuperäisistä yhdisteistä ja polttoreaktion olosuhteista.
Orgaanisten yhdisteiden täydellä palamisessa muodostetaan CO 2, S02, H20, N2 ja epäorgaanisten yhdisteiden - oksidien polttamisen aikana. Riippuen sulamispisteestä reaktiotuotteet voivat olla sulattimen (Al 2 O3, TiO 2) muodossa tai nousta ilmaan savussa (P2O 5, Na 2 O, MgO) . Sulatetut kiinteät hiukkaset luovat liekin valoa. Hiilivetyjen polttamisessa liekin voimakas valaistus varmistetaan hiilimusteiden luminesenssillä, joka muodostuu suurina määrinä. Hiilimustan ylläpidon vähentäminen sen hapettumisen seurauksena vähentää liekin kirkkautta ja lämpötilan väheneminen vaikeuttaa hiilen mustan hapettamista ja johtaa nokeen muodostumiseen.
Polttoreaktion keskeyttämiseksi on välttämätöntä häiritä olosuhteita sen esiintymisestä ja ylläpidosta. Yleensä on ristiriidassa stabiilin tilan kahdesta pääedellytyksestä - lämpötilan ja kaasujen liikevaihto.
Vähennä lämpötila Se voidaan saavuttaa keksinnöllisillä aineilla, jotka imevät paljon lämpöä haihduttamisen ja dissosiaation seurauksena (esimerkiksi vesi, jauheet).
Moodin liikkeen kaasu Sitä voidaan muuttaa vähentämällä ja poistamalla happea.
Räjähdys Gostin 12.1.010 mukaan " Räjähdysturvallisuus"Haluaisin, että aineen muuttaminen (räjähtävä polttaminen), johon liittyy energian vapauttamista ja työnnettävää pakattuja kaasuja, jotka kykenevät tuottamaan työtä.
Räjähdys pääsääntöisesti intensiiviseen paineen kasvuun. Ympäristössä muodostuu iskun aalto ja jaetaan.
Paineaalto Se on tuhoisa kyky, jos entinen paine siinä on yli 15 kPa. Se koskee kaasua FLAME Etupuolella äänen nopeudella - 330 m / s. Räjähdyksessä alkuperäinen energia muunnetaan lämmitettyjen paineistettujen kaasujen energiaksi, joka ulottuu väliaineen liikkumiseen, puristukseen ja lämmitykseen. Erilaiset alkuperäinen räjähdysenergia ovat mahdollisia - sähkö, lämpö, \u200b\u200belastinen puristusenergia, atomi, kemiallinen.
Tärkeimmät parametrit, jotka kuvaavat räjähdyksen vaaraa GOST 12.1.010 -standardin mukaisesti - Paine iskun aallon etuosaan, räjähdyksen suurimmalla paineella, räjähdysaukion räjähdys-, murskaus- tai fugasipitoisuus. Medium.
Räjähdyksen yleinen toiminta Se ilmenee iskun aallon aiheuttamien laitteiden tai tilojen hävittämisessä sekä haitallisten aineiden valinnassa (räjähdysvalmisteet tai laitteen sisältämät).
Suurin räjähdyspaine (P Max) - Suurin paine, joka syntyy kaasun, höyryn tai pölyisen seoksen deflagaatio räjähdyksessä suljetussa astiassa 101,3 kPa: n seoksen alkupaine.
Räjähdysvauhti(DR / DT) - räjähdyksen vesipitoisuus ajoissa nousevassa osassa kaasun, höyryn, pölyisen seoksen räjähdyksen riippuvuuden riippuvuudesta ajasta. Samanaikaisesti räjähdyksen enimmäis- ja keskimääräinen kasvuvauhti erotetaan. Suurin nopeuden asettaessasi painetta käytetään räjähdyksen paineen suorassa linjassa retkilinear-osuuteen ja kun keskimääräinen nopeus määritetään, alue suurimman räjähdyspaineen ja aluksen alustavan paineen välillä räjähdys.
Molemmat ominaisuudet ovat tärkeitä tekijöitä räjähdyssuojauksen aikaansaamiseksi. Niitä käytetään räjähtävien ja palovaaran huoneiden ja rakennusten luokan luomisessa, kun lasketaan turvalaitteita, kun kehitetään toimenpiteitä teknisten prosessien palo- ja räjähdysturvallisuudelle.
Räjähdys Opetusjärjestelmän kemiallinen transformaatio on kemiallinen transformaatio - pelkistävä aine, joka on kokonaisuus iskun aallon, joka ylittää vakionopeudella ja ylittää äänen nopeuden ja lähteen kemiallisten transformaation alueen etuosan aineet. Kemiallinen energia, Jätetään räjähdysaaltoon, syötä iskun aallon antamatta sitä häivyttää. Restonointi-aallon nopeus on kunkin spesifisen järjestelmän ominaisuus.

Teoria väittää, että kuvantaminen ja höyryilma-seos ei ole välitöntä. Kun sytytyslähde viedään palavaksi seokseksi, polttoaineen hapetusreaktio sytytyslähteen vyöhykkeellä on hapettava aine. Hapettumisreaktion nopeus tässä vyöhykkeen elementtiryhmässä saavuttaa suurimman polttamisen. Elementtejän tilavuuden polttaminen väliaineeseen kutsutaan liekin eteen. Flame-etupuolella on pallon tyyppi. Liekin edessä paksuus laskemalla ya.b. Zeldovich , yhtä kuin 1-100 μm. Vaikka polttovyöhykkeen paksuus ja on pieni, mutta riittävä virtaa polttoreaktio. Polttoreaktion lämmön lämpötila on 1000-3000 ° C ja riippuu palavan seoksen koostumuksesta.

Kun liekin etupuoli liikkuu, palavan seoksen laittomasta osan lämpötila kasvaa, koska seoksen paine kasvaa. Lähellä myös seoksen liekin etulämpötila nousee myös
Käsittely lämpö lämmönjohtavuus, lämmitettyjen molekyylien ja säteilyn diffuusio. Liekin etupuolen ulkopinnalla tämä lämpötila on yhtä suuri kuin itse sytytyspoltto-seoksen lämpötila.

Palattavan seoksen flammin jälkeen liekin pallommainen muoto on erittäin nopeasti vääristynyt ja se venytetään yhä enemmän ei-syttyvän seoksen suunnassa. Liekin edessä ja sen pinnan nopea lisääntyminen liittyy liekin keskiosan liikkumisen nopeudesta. Tämä kiihdytys kestää, kunnes putkiseinät koskettavat liekkiä tai joka tapauksessa ei pääse lähemmäksi putkeinää. Tässä vaiheessa liekin koko laskee jyrkästi, ja vain pieni osa pysyy liekistä, päällekkäin putken koko osaa. Liekin etupyörä
Ja sen intensiivinen kiihdytys heti sytytyksen jälkeen, kun liekki ei ole saavuttanut putkiseiniä, johtuu palamistuotteiden tilavuuden kasvusta. Siten liekin etupuolen muodostuksen alkuvaiheessa kaasuseoksen syttymisasteesta riippumatta liekin kiihdytys ja myöhempi jarrutus ja tämä jarrutus on suurempi suurempi liekki.

Seuraavien polttovaiheiden kehittämisen prosessi vaikuttaa putken pituuteen. Putken pidentäminen johtaa tärinän ulkonäköön ja liekin, iskun ja räjähdysaaltojen solurakenteen muodostumiseen.

Lämmitysvyöhykkeen leveys (CM) voidaan määrittää riippuvuudesta

1 \u003d A / V

missä mutta- lämpötilakerroin; v.- liekin leviämisnopeus.

Lineaarinen liikkeen nopeus v.(m / s) voidaan määrittää kaavalla

V \u003d v t /

missä V T. - massan palamisnopeus, G / (M 3); - Alustavan palavan seoksen tiheys, kg / m 3.

Liekyn etupuolen siirtämisen lineaarinen nopeus on epäselvä, se muuttuu koostumuksista riippuen. Inerttien (ei-palamattomien) kaasujen, seoksen seokset ja epäpuhtaudet, seoksen lämpötila, putkien halkaisija jne. Liuoksen etenemisen enimmäisnopeutta ei havaittu olevan seoksen stoikiometrisessä pitoisuudessa, vaan seoksessa, jossa on ylimääräinen polttoaine. Kun se on tuotettu inerttien kaasujen palavaan seokseen, liekin etenemisnopeus pienenee. Se selitetään seoksen polttolämpötilan vähenemisellä, koska osa lämmöstä kulutetaan lämmitykseen, joka ei ole mukana inerttiä epäpuhtauksien reaktiossa.

Putken halkaisijan kasvaessa liekin etenemisnopeus kasvaa epätasaisesti. Putkien halkaisija kasvaa 0,1-0,15 m, nopeus kasvaa melko nopeasti. Lämpötilan nousu tapahtuu, kunnes halkaisija saavuttaa jonkin verran halkaisijaa,
jonka yläpuolella nopeuden kasvu ei tapahdu. Putken halkaisijan väheneminen liekin etenemisen nopeus pienenee ja pienellä halkaisijalla putkessa ei ole liekkiä. Tämä ilmiö voidaan selittää lämpöhäviöiden kasvulla seinien läpi.
Putket.

Palvelun etenemisen normaali nopeus on suhteellisen pieni (ei yli kymmenkunta metriä sekunnissa), mutta joissakin olosuhteissa putkien liekki leviää valtavalla nopeudella (2 - 5 km / s), joka ylittää äänen nopeuden tässä Ympäristö. Tätä ilmiötä kutsuttiin räjähdys. Detonaation erottuvat ominaisuudet ovat seuraavat:

1) jatkuva polttoprosentti riippumatta putken halkaisijasta;

Kun liekki nopeutetaan, iskun aallon amplitudi kasvaa, puristuslämpötila saavuttaa seoksen itsesääntymisen lämpötilan.

Yksikköön kohdistuvan kaasun yhteenlasketun kokonaismäärän kasvu selitetään sillä se, että poikkileikkauksessa muuttuva muuttuja, liekin etuosa on taivutettu tämän seurauksena sen pinnan nousu ja palava määrä aine kasvaa suhteessa.

Kun poltat kaasuseoksia suljetussa tilavuudessa, polttotuotteet eivät toimi; Räjäisyyden energia kulutetaan vain räjähdystuotteiden lämmityksestä. Tällöin kokonaisenergia määritellään räjähtävän seoksen sisäisen energian summaksi q vn.m.sm. Ja tämän aineen polttamisen lämpö q. Q vn.n.m: n arvo. yhtä suuri kuin räjähtävän seoksen komponenttien lämpökapasiteetti vakion tilavuudessa alkuperäisessä lämpötilassa
Sekoitusta

Q vn.eng.sm. \u003d C 1 T + 2 T + ... + P: llä

jossa C1, C2, C N on komponenttien erityinen lämpökapasiteetti
Räjähtävä seos, kJ / (kg k); T -seoksen alkulämpötila, K.

Kaasuseosten räjähdyksen lämpötila, jolla on vakio tilavuus, lasketaan samalla menetelmällä kuin seoksen palamislämpötila vakiopaineessa.

Räjähdyslämpötilassa räjähdyspaine löytyy. Kaasuilman seoksen räjähdyksessä oleva paine suljetussa tilavuudessa riippuu räjähdyksen lämpötilasta ja polttotuotteiden molekyylien määrän suhteesta räjähtävän seoksen molekyyleihin. Kun kaasuilman sekoittaminen räjähdys, paine ei yleensä ylitä 1,0 MPa, jos seoksen alkupaine oli normaalia. Kun vaihdat ilmaa räjähtävässä seoksessa hapen kanssa, räjähdyspaine kasvaa voimakkaasti, koska polttolämpötila kasvaa.

Metaanin, etyleenin, asetonin stoikiometristen seosten räjähdyksen paine
Happimetyylieetteri on 1,5 - 1,9 MPa ja niiden stoikiometriset seokset Air 1.0 MPA: lla.

Suurin räjähdyspaine käytetään laitteiston räjähdyskelpoisuuden laskelmissa sekä turvaventtiilien, räjähtävän kalvojen ja räjäytyslaitteiden kuorimissa. Räjähdyspaine r Trap (MPA) Kaasuilman seokset lasketaan kaavalla

r Tis \u003d.

missä p 0.- Räjähtävän seoksen alkupaine, MPa; T 0.ja T rv - räjähtävän seoksen alkulämpötila ja räjähdyksen lämpötila, K;

Polttotuotteiden kaasujen molekyylien lukumäärä räjähdyksen jälkeen;
- seoksen kaasujen molekyylien lukumäärä räjähdykseen.