Розрахунок концентрації домішок

Результат вимірювання концентрації визначаємої домішки приводять до нормальних умов (С_Н): температура 293 К, атмосферний тиск 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), відносна вологість 60 %.

Концентрація при нормальних умовах, мг/м³:

(4.1)

де С_В – результат вимірювання концентрації визначаємої домішки при температурі навколишнього середовища t, ºC, і атмосферному тиску P, кПа;

К – поправочний коефіцієнт, що враховує вплив температури навколишнього повітря на показання індикаторних трубок.

При визначенні концентрації аміаку поправочний коефіцієнт знаходять за графіком (рис. 4.3).

При визначенні концентрації пари вуглеводнів нафти поправочний коефіцієнт знаходять за таблицею 4.1.

При визначенні концентрації інших домішок поправочний коефіцієнт не враховувати.

Рисунок 4.3 – Графік поправочних коефіцієнтів для аміаку

Таблиця 4.1 – Поправочні коефіцієнти для вуглеводнів нафти   Температура, ºC Поправочний коефіцієнт   1,22   1,14   1,00   0,95

 

Для перерахунку отриманої вагової концентрації в об’ємну (% об.) використовують формулу:

(4.2)

де t – температура приміщення, ºC;

М – молекулярна маса домішки;

P – атмосферний тиск, кПа.

Вихідні дані для розрахунків наведені в таблиці 4.2.

 

Розрахунок можливої (аварійної) концентрації

Можливу концентрацію найбільш токсичної речовини у повітрі робочої зони, яка утворюється при руйнуванні обладнання, можна розрахувати за наступним алгоритмом.

Знаходять масу речовини:

, (4.3)

де V – об’єм апарату, м³;

ρ – густина речовини, кг/м³.

Знаходять об’єм приміщення:

V_прим = а ∙ b ∙ h (4.4)

де а – довжина приміщення, м;

b – ширина приміщення, м;

h – висота приміщення, м.

Знаходять концентрацію речовини у повітрі приміщення:

(4.5)

Таблиця 4.2 – Вихідні дані для кількісного визначення шкідливих домішок у повітрі виробничих приміщень

 

№ п/п	Довжина забарвлення стовпчика, мм	Об’єм відібраного повітря, см^3	Атмосферний тиск Р, кПа	Темпера-тура, °С	Домішка	ГДК, мг/м^3	НКПВ, % об.
			96,3		бензин		1,14
		98,1
				аміак		15,0
		103,2
				толуол		1,27
		98,1
		(400´3)	96,3		бензол		1,43
		98,1
			98,1		окис вуглецю		12,5
		103,2
				сірко- водень		4,3
		98,1
			96,3		діоксид сірки		–
		98,1
				хлор		–
		103,2
				бензин		1,14
		98,1

 

Вихідні дані для розрахунків наведені в таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 – Вихідні дані для розрахунку можливої концентрації речовини у повітрі робочої зони

 

№ п/п	Речовина	Розміри приміщення, м
назва; густина, кг/м^3	фор-мула	ГДК, мг/м^3	СL50, мг/м^3	об’єм, л	дов-жина	шири-на	висота
	бензин	С7Н14						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	аміак	NH3						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	толуол	С7Н8						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	бензол	С6Н6						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	окис вуглецю 1,25	СО						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	сірководень 1,538	H2S						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	диоксид сірки 2,926	SO2						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	хлор 3,214	Cl2						3,6
			4,2
				7,2
			10,8
	бензин	С7Н14						3,6
			4,2
				7,2
			10,8

Отримане значення концентрації порівняти з гранично допустимою концентрацією ГДК та із середньо-смертельною концентрацією CL₅₀ і зробити висновок щодо якості повітря. Якщо концентрація речовини не перевищує гранично допустиму концентрацію, то умови праці безпечні. У протилежному випадку вони будуть шкідливі або небезпечні.

Розрахунок концентраційних меж вибухонебезпечності речовин

В реальних виробничих умовах використовуються не індивідуальні речовини, а їх суміші. Концентраційні межі вибуховості сумішей горючих речовин залежать від їх складу і можуть бути розраховані попередньо.

Метод розрахунку меж вибуховості для багатокомпонентних горючих сумішей. Для більшості речовин, які не вступають між собою в хімічну реакцію, нижню (верхню) межу вибуховості їх суміші розраховують за правилом Ле Шательє, яке передбачає аддитивність горючих властивостей складної суміші, % об.:

(4.6)

 

(4.7)

де С₁, С₂,...С_n – концентрація n –го горючого компонента у суміші, %об.;

НКМ₁, НКМ₂,... НКМ_n – нижня концентраційна межа вибуховості n –го горючого компонента, % об.

ВКМ₁, ВКМ₂,... ВКМ_n – верхня концентраційна межа вибуховості n –го горючого компонента, % об.

Вихідні дані наведено в таблицях 4.4 і 4.5.

 

Зміст звіту

1. Короткий опис газоаналізатору УГ-2 і порядок проведення аналізу.

2. Рисунок повітрозабірного пристрою УГ-2.

3. Результати вимірювань і розрахунків, зведених до таблиці 4.3.

4. Висновок щодо шкідливості та вибухонебезпеки аналізуємого повітря.

 

Таблиця 4.3 – Результати вимірювань і розрахунків

 

Домішка у аналізуємому повітрі	Об’єм відібраного повітря, мл	Концентрація домішки	ГДК домішки, мг/м^3	НКПВ домішки, % об.
масова СН, мг/м^3	об’ємна СОБ, % об.

 

Таблиця 4.4 – Склад вибухонебезпечної суміші

№ п/п

Склад вибухонебезпечної суміші, % об.

метан

етан

пропан

бутан

аміак

сірко- водень

сірко- вуглець

ацетон

етиловий спирт

бензол

діхлор-етан

оцтова кислота

водень

оксид вуглецю

 

Таблиця 4.5 – Концентраційні межі вибуху речовин при початковій температурі 298 К

 

Речовина	Формула	Концентраційна межа вибуху, % об.
нижня	верхня
Метан	СН4	5,0	16,0
Етан	С2Н6	3,0	15,0
Пропан	С3Н8	2,3	9,5
Бутан	С4Н10	1,8	9,1
Аміак	NH3	15,0	28,0
Сірководень	H2S	4,3	46,0
Сірковуглець	CS2	1,0	50,0
Ацетон	С3Н6О	2,2	13,0
Етиловий спирт	С2Н6О	3,6	19,0
Бензол	С6Н6	1,4	7,1
Дихлоретан	С2Н4Cl2	6,2	16,0
Оцтова кислота	С2Н4О2	3,3	22,0
Водень	Н2	4,12
Окис вуглецю	СО	12,5

Лабораторна робота 5