РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

КАФЕДРА ОХРАНЫ ТРУДА

 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по  дисциплине «Производственная  безопасность» 

  ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ  ВЗРЫВА ГАЗОВОЗДУШНОЙ  СМЕСИ 

ВНУТРИ  ПОМЕЩЕНИЯ  
 
 
 
 
 
 

Работу выполнила:

                   студентка 4 курса вечернего отделения

                    специальности  БТП и П                                                    Медведева Т.О. 

Проверил:

                   доцент,  профессор                                                             Акатьев В.А. 

Дата сдачи  работы: « ___ »  ____ 200 __ г. 

Москва – 2010 
ЗАДАНИЕ 

      Рассчитать  теплофизические параметры горючего газа и воздуха. Записать уравнение  химической реакции в воздухе. Определить концентрационные пределы распространения  пламени в ГВС. Сформировать исходные данные для расчета избыточного  давления взрыва.

      Оформить  теоретические положения для  расчёта, записать все формулы без  подстановки численных значений.

      Определить  избыточное давление взрыва по методу ВНИИПО (по ГОСТ Р 12.3.047-98) и по формуле  профессора Мишуева А.В. – с учётом динамики дефлаграционного режимов  горения, объяснить расхождения  результатов, полученных по разным методикам.

      Оценить изменение давления в зависимости  от отношения площадей фронта пламени  и остекления, а также время  действия избыточного давления в  помещении.

Построить график зависимости избыточного  давления от времени горения. Объяснить  причины первого и второго  максимумов давления при горении  ГВС

 

ВВЕДЕНИЕ

 

      Взрывы  газовоздушных смесей (ГВС) часто происходят в жилых домах с газовыми плитами и на взрывоопасных производствах, когда нарушается нормальный режим эксплуатации таких объектов. 

      Взрывы  газовоздушных смесей приводят к  трагическим последствиям, связанным  с нанесением вреда здоровью или  гибелью людей вследствие воздействия  ударной волны и повышенной температуры  в зоне взрыва, а также нанесению  разрушений объектам экономики.

Взрывы газовоздушных  смесей происходят чаще всего на объектах нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической промышленности, на шахтах и других объектах где используются взрывоопасные вещества, такие как  бензол, метан, пропан, аммиак водород  и многих других.  

           Последствия взрыва пропана в квартире трехэтажного жилого дома в г.Бийск 2000 г.

Причиной  формирования взрывоопасного облака послужила  утечка пропана на кухне двухкомнатной  квартиры. В кирпичном доме произошел  аварийный взрыв газовоздушной  смеси. В результате взрыва произошло  обрушение части дома (от первого  этажа до третьего), имелись человеческие жертвы, нанесен значительный материальный ущерб.  

      03 февраля. 2005 г.  в 14:20 в Киево-Святошинском районе, Украина вблизи с. Гуровщина, во время проведения земляных работ по прокладке линии связи, землеройной техникой был поврежден и разгерметизирован магистральный газопровод высокого давления Боярка-Иванков (диаметр - 500 мм, давление - 40 атм, собственник - "Киевтрансгаз"), в результате чего относить взрыв газовоздушной смеси с последующим горением. Пожаром на газопроводе уничтожено 5 единиц автотракторной техники. 

        На шахте «Ульяновская» Кузбасса  в Новокузнецком районе в результате  взрыва газовоздушной смеси погибли  110 человек из 203 находившихся под  землей. Одной из причин трагедии  стало блокирование сотрудниками  шахты датчиков, показывавших уровень  метана. 

        В Новокузнецке на шахте «Юбилейная» Кузбасса произошел взрыв газовоздушной смеси. В шахте в момент взрыва находились 217 человек, 38 из них погибли. Комиссия Ростехнадзора назвала виновными руководство шахты и объединения, которые неправильно действовали при повышенной загазованности шахты. 

По НПБ 105-03 по взрывопожарной и пожарной опасности  помещения подразделяются на категории  А, Б, В1 - В4, Г и Д, а здания - на категории  А, Б, В, Г и Д. Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.

      Категории взрывопожарной и пожарной опасности  помещений и зданий определяются на основании расчетов критериев  пожарной безопасности , приведенных  в НПБ 105-03.

      К категории А (взрывопожароопасной) относят помещения со следующей  характеристикой веществ и материалов, находящихся в нем:  горючие  газы,  легковоспламеняющиеся     жидкости с температурой  вспышки  не   более   28°С   в   таком количестве,  что  могут  образовывать  взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при  воспламенении  которых развивается расчетное избыточное давление  взрыва  в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и  гореть при взаимодействии с водой, кислородом  воздуха  или друг с другом  в  таком  количестве,  что  расчетное избыточное давление взрыва в помещении  превышает  5кПа.

      Категория Б (взрывопожароопасная) - горючие пыли  или волокна,   легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С,  горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси при воспламенении которых развивается   расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.

      Категории В1 – В4 горючие и трудногорючие  жидкости, твердые горючие  и трудногорючие  вещества и материалы (в том числе  пыли и волокна),  вещества  и  материалы,   способные при  взаимодействии с водой, кислородом воздуха или  друг с другом только гореть, при условии, что  помещения  в которых они имеются в  наличии или  обращаются,  не относятся  к категориям А или Б.

      Г - негорючие   вещества   и   материалы   в    горячем  раскаленном  или  расплавленном  состоянии,  процесс обработки    которых    сопровождается    выделением лучистого  тепла,  искр  и  пламени;  горючие  газы жидкости и твердые вещества, которые  сжигаются  или утилизируются в качестве топлива.

      Д - негорючие вещества и материалы  в холодном состоянии.

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Исходные  данные варианта 2.

 

      Производственное  помещение имеет размеры L х В х Н м³. Температура воздуха в помещении равна t_пом , ^оС. Коэффициент заужения равен К_зауж. Концентрация газа в ГВС равна С, % об.

      Сценарий  аварии:

      Выброс  сжатого или сжиженного газа в  помещение с образованием ГВС  с концентрацией С (%, об.) пропана в ГВС, Горение начинается от центра помещения. При достижении избыточного давления в помещении до Δр_ост, кПа происходит разрушение оконных проёмов, имеющих суммарную площадь остекления равную F_ост, м².

      . 
 

2. ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

2.1 План размещения технологического  оборудования

      План  помещения

 

К_зауж = 0,1

• - источник зажигания ГВС

      Легко разрушаемые конструкции - окна

      t_пом = 28^оС=301 К

2.2 Характеристики горючего  вещества

ацетон: химические и физические свойства 

 
Внешний вид: 
бесцветн. жидкость Брутто-формула (система Хилла): C₃H₆O Формула в виде текста: CH3COCH3 Молекулярная масса (в а.е.м.): 58,08 Температура плавления (в °C): -95,35 Температура кипения (в °C): 56,24 Температурные константы смесей:  
56,05 °C (температура кипения азеотропа, давление 1 атм) аллилбромид 8% ацетон 92% Растворимость (в г/100)

Для высушивания  ацетон помещают в колбу с обратным холодильником, закрытым хлоркальциевой трубкой, добавляют безводный хлорид кальция (120 г на 1 л) и кипятят, дважды заменяя осушитель через каждые 5-6 часов. Переливать ацетон на свежий осушитель следует как можно  быстрее, так как ацетон очень  жадно поглощает влагу. Окончательно ацетон перегоняют над хлоридом кальция.

Плотность: 0,7908 (20°C, г/см³) 
0,7899 (25°C, г/см³) 
Показатель преломления (для D-линии натрия): 1,3591 (20°C) 
1,3588 (25°C) 
Показатель диссоциации: pK_a (1) = 20 (20 C, вода) 
Диэлектрическая проницаемость: 20,9 (20°C) 
Дипольный момент молекулы (в дебаях): 2,84 (20°C) 
Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с): 0,295 (25°C) 
0,28 (41°C) 
0,36 (10°C) 
Поверхностное натяжение (в мН/м): 23,7 (20°C) 
Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль): -247,7 (ж)

 Стандартная  энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K): 200 (ж)

 Стандартная  мольная теплоемкость C_p (298 К, Дж/моль·K): 125 (ж)

Энтальпия плавления  ΔH_пл (кДж/моль): 5,69

Энтальпия кипения  ΔH_кип (кДж/моль): 29,1

Температура вспышки в воздухе (°C): -18

Температура самовоспламенения на воздухе (°C): 465

Теплота сгорания Q_p (кДж/моль): 1829,4

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль): -216,5 (г)

Симптомы  острого отравления:

Клиническая картина отравления: При попадании  внутрь и вдыхании паров - состояние  опьянения, головокружение, слабость, шаткая походка, тошнота, боли в животе, коллапс, коматозное состояние. Возможны поражения печени (токсический гепатит) и почек (снижение диуреза, появление  белка и эритроцитов в моче). При выходе из коматозного состояния  часто развивается пневмония.

Аналитические

Критическая температура (в °C): 235,5 Критическое  давление (в МПа): 4,7 Критическая плотность (в г/см³): 0,273 Применение:

Широко применяемый  растворитель органических веществ, в  первую очередь нитратов и ацетатов целлюлозы. Сырье для синтеза  уксусного ангидрида, кетена, диацетонового  спирта, окиси мезитила, метилизобутилкетона, метилметакрилата, дифенилолпропана, изофорона и многих других соединений.

Мировое производство около 3 000 000 т/год (1980).