Прогнозирование параметров избыточное давление, развиваемое при сгорании паровоздушной смеси ацетона, возникающей при аварийной разгерметизации аппарата в производственном помещении

В помещении со свободным объемом  при аварийной разгерметизации аппарата поступает    кг паров вещества. Максимально возможная температура для данной климатической зоны . Молярная масса вещества М=58,08кг/моль. Максимальное давление при сгорании стехиометрической паровоздушной смеси вещества в замкнутом объеме . Определить избыточное давление, развиваемое при сгорании паровоздушной смеси вещества, возникающей при аварийной разгерметизации аппарата в производственном помещении.

Рассчитаем стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания вещества по формуле:

                                  (3.1)

где

, , ,

число атомов C, H, O и галоидов в молекуле горючего.

Составим уравнение реакции горения вещества.

Определим стехиометрическую концентрацию паров вещества по формуле:

                                         (3.2)

Рассчитаем плотность паров вещества при расчетной температуре :

                                     (3.3)

где		молярная масса, кг/кмоль;
		мольный объем, равный 22,413м^3/кмоль;
		расчетная температура, .

Таблица 3.1 Значение коэффициента Z

Вид горючего вещества	Значение
Водород и нагретые выше температуры вспышки высокотемпературные органические теплоносители	1,0
Горючие газы	0,5
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля	0,3
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля	0,0

Исходя из полученных данных, рассчитаем избыточное давление при сгорании паровоздушной смеси вещества для расчетной аварии:

                         (3.4)

где		максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме;
		начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101кПа);
	m	масса горючего газа или паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, вышедших в результате расчетной аварии в помещение;
	Z	коэффициент участия горючего при сгорании газопаровоздушной смеси, допускается принимать Z по таблице 3.1;
		свободный объем помещения, м^3;
		коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, допускается принимать .

Пример

В помещении со свободным объемом  при аварийной разгерметизации аппарата поступает 117,9 кг паров ацетона. Максимально возможная температура для данной климатической зоны . Молярная масса ацетона () М=58,08кг/моль. Максимальное давление при сгорании стехиометрической паровоздушной смеси ацетона в замкнутом объеме . Определить избыточное давление, развиваемое при сгорании паровоздушной смеси ацетона, возникающей при аварийной разгерметизации аппарата в производственном помещении.

Решение

Составим уравнение реакции горения ацетона:

Определим стехиометрическую концентрацию паров ацетона по формуле:

Рассчитаем плотность паров ацетона при расчетной температуре :

Исходя из полученных данных, рассчитаем избыточное давление при сгорании паровоздушной смеси ацетона для расчетной аварии:

Вывод

При возникновении аварийной разгерметизации аппарата в данном производственном помещении, избыточное давление, развиваемое при сгорании паровоздушной смеси ацетона, составит 398,7кПа.