Расчет теплофизических параметров пожарной опасности при испарении ЛВЖ

При оценке пожарной опасности технологической системы допускается расчетным путем определять интенсивность испарения и массу испарившейся жидкости с поверхности разлива ЛВЖ.

Эти параметры пожарной опасности процесса испарения ЛВЖ используют для расчета:

o размеры зоны взрывоопасных концентраций паров ЛВЖ;

o опасных факторов пожара при сгорании паровоздушных смесей в открытом пространстве;

o критериев категорирования помещений и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности и классов взрывоопасных зон.

Здесь в настоящей работе в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности отрабатывается методы расчета интенсивности испарения и массы испарившейся жидкости.

1. Записать название работы, а также содержание задачи, на решение которой направлено выполнение данной работы.

2. Изучить и изложить основные положения определения теплофизических параметров, характеризующих пожарную опасность процесса испарения ЛВЖ с поверхности разлива.

2. Рассчитать массу паров при испарении ЛВЖ.

3. По указанию преподавателя разработать схему и описание технического решения (см. способы и приемы снижения пожарной опасности), обеспечивающего снижение пожарной опасности процесса испарения с поверхности разлива пожароопасной жидкости.

Основные расчетные положения.Массу паров ЛВЖ, испарившейся с поверхности разлива, определяют из выражения:

m_п = W_исп F_ж τ, кг (10.1)

где W_исп - интенсивность испарения, кг∙с^-1∙м^-2;

F_ж - площадь испарения, м²;

τ - продолжительность испарения, с.

Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии экспериментальных данных допускается рассчитывать значение W_исп по формуле

W_исп = 10^-6 , кг с^-1 м^-2 (10.2)

где η – коэффициент, учитывающий влияние скорости и температуры воздушного потока на интенсивность испарения; М - молярная масса, кг∙кмоль^-1_; P_s - давление насыщенного пара жидкости, кПа.

Значение коэффициента η, учитывающего влияние скорости и температуры воздушного потока на интенсивность испарения, приведено в
табл. 10.1.

Подвижность воздуха в помещении, м∙с^-1, можно оценить по формуле

U_в = A_в L_п / 3600, (10.3)

где A_в - кратность воздухообмена, ч^-1; L_п - длина помещения, м.

Таблица 10.1

Значение коэффициента η

Подвижность воздуха, м∙с-1	Температура воздуха в помещении, oC
	ниже 12	12...17	17...25	25...32	выше 32
Uв = 0 0 < 0,15 0,15 Uв < 0,3 0,3 Uв < 0,7 0,7 Uв	1,0 3,0 4,6 6,6 10,0	1,0 2,6 3,8 5,7 8,7	1,0 2,4 3,5 5,4 7,7	1,0 1,8 2,4 3,6 5,6	1,0 1,6 2,3 3,2 4,6

Давление насыщенных паров, кПа, принято определять по уравнению Антуана:

(10.4)

где А_А, В_А и С_А - константы уравнения Антуана;

t_р - расчетная температура, ^оС.

Для нефтепродуктов давление насыщенных паров, кПа, можно определить по формуле В.П. Сучкова:

(10.5)

где t_всп – температура вспышки, ^оС.

При расчете массы паров ЛВЖ, испарившейся с поверхности разлива, анализируют два варианта:

o I вариант – за период 3600 с или менее вся разлившаяся ЛВЖ способна испарится;

o II вариант – за период 3600 с, только часть разлившейся ЛВЖ испаряется.

Продолжительность поступления паров при испарении определяют из условия разлива ЛВЖ на 1 м² по формуле

(10.6)

где, d_ж - толщина слоя разлившейся жидкости, м;

r_ж - плотность ЛВЖ, кг ×м^-3;

W_исп - интенсивность испарения ЛВЖ, кг ×м^-2 ×с^-1.