Расчет гравийного огнепреградителя Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Т. 1. - С. 255-260.

5. Сметанкхта Г.И., Шуткина С.А. Правовое регулирование деятельности добровольной пожарной охраны // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. -2015. -№4(17). - С. 7-9.

УДК 699.81

КБ. Кисиев, C.B. Ефимов

Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»

РАСЧЕТ ГРАВИЙНОГО ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЯ

Рассмотрены вопросы связанные с огнезащитой и взрывозащитой технологического оборудования

Ключевые слова: горючая смесь, огнепреградитель.

К. В. Kisiev, S. V. Efimov

CALCULATION OF GRAVE FIREPROOFER

Issues related to fire protection and explosion protection of process equipment are considered

Key words: combustible mixture, flame arrester.

Взрывы в технологическом оборудовании очень часто приводят к последующим пожарам, и наоборот - крупные пожары часто сопровождаются взрывами. Применение любых средств взрывозащиты технологического оборудования в этом смысле является также одним из способов предотвращения пожаров на производстве. Применяя средства локализации пламени, можно предотвратить также проникновение пламени при пожарах внутрь оборудования и последующий взрыв в нем. Что бывает очень важно для уменьшения масштабов аварии и облегчения борьбы с огнем. К средствам локализации пламени относятся различного типа огнепреградители, гидравлические затворы и быстродействующие пламеотсекатели. [1]

Производственные газовоздушные коммуникации защищают от распространения пламени сухими огнепреградителями: сетчатыми, кассетными, гравийными или металлокерамическими, основной расчетный параметр которых - критический диаметр канала огнепреграждающего элемента. [2]

На трубопровод выхода аммиака из сборника устанавливаем гравийный огнепреградитель. Далее произведем необходимые расчеты[2]

1.Определяем стехиометрическую концентрацию горючей смеси:

Фа = 1/(1 + 4,84/?) (1)

Определяем стехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении сгорания: Р = пс +(пн-пх)/4-п0/2, ф

П,.,Пн,Пу ,пi

где - соответственно число атомов в молекуле горючего углерода,

водорода, галоидов и кислорода.

/? = 0 + (3-0)/4-0/2 = 0,75,

(р-А =1/(1 + 4,84* 0,75) = 0,216. 371

Определяем удельную газовую постоянную исходной смеси, а так же её удельную теплоёмкость^®, нормальную скорость распространения пламени и коэффициент

Л-

теплопроводности

Я = 8314,31У

с, =

(рм,

(3)

(4)

где

Я

концентрация горючей смеси,

М.

-молярная масса /-го вещества.

0,216*17,03 ,

с, - ——--— = 1;

0,216*17,03

К = 8314,31*

17,03

= 488,216

Йв - 2,09Мж 1ёа*Е, Л = 2,4Ад /(/ *Ё)

и, =0,23г /Я,

Определяем критический диаметр каналов в слое гранул (гравия):

65*ЛЛ0 +21Ъ)Л

и С Р

и н /*' я

(6)

Р й

р -дaвJIeниe исходной смеси, (2,2МПа=2,2*10 Па);

_ 65*488,216(40 + 273)2,4

£ ~ ____________,___________ = 0,023;

0,23 * 2,09 * 103 * 2,2* 106

8и =0,023*0,9 = 0,02;

Определяем фактический диаметр каналов в слое гранул " :

а = Зед /2, (7) л =0,02/2=0,01

Определяем диаметр гранул (гравия) насадки огнепреградителя: при ¿=0,01 ¿Ав = \5*\0-31

Определяем плотность исходной смеси при рабочей температуре ^ :

р1 = 1/1 /0,597 = 0,597; Определяем вязкость компонентов горючей смеси при рабочей температуре:

М а =М0

Ч+С 1Р+С\

+273 43 Гп + 273

V 0 у

(8)

=9,18*10"6 Па*с (коэффициент динамической вязкости газа), ^=40С (рабочая

температура), 0 =20°С , С=899

//, =9,18*10

20 + 899

40 + 273 20 + 273

= 9,92*10"6.

40 + 899

■ Ч /

По таблице 21 приложения[28] по диаметру гранул и их материалу находим удельную поверхность в м2/м^ и свободный объём £ гранул:

Гравий кусковой : £ =0,5, 5= 1150 м2/м3

Дальнейшие расчеты проводим с использованием метода постоянного приближения,

для чего задаём значение фиктивной скорости ~ , так как обычно значения принимают от 0,2 до 1,5 м/с.

Определяем число Рейнольдса для газового потока в пористом слое гранул:

4

Ке =-;

(9)

р 4*0,2*0,597

Ке =-= 41,865;

9,92*10 ' *1150

Определяем коэффициент гидравлического сопротивления слоя гранул ^ в гравийном огнепреградителе в зависимости от значения числа Рейнольдса (Яе):

При Яе - 40 =140/ Ые, (10)

При Яе - 40 Лд=16/Кео,2 (п)

^"=16/41,865°'2=7,581. Определяем эквивалентный диаметр огнегасящих каналов в слое гранул:

й^ =4 £"/5;

с/у = 4*0,5/1150 = 1,739*10~3, г (12)

Определяем высоту слоя гранул в огнепреградителе Н:

/ =(40-50)с1Ав,1 (13)

/ = (40-50) *0,015 = 0,15/ Уточняем значение фиктивной скорости горючей смеси в насадке огнепреградителя:

(о- =1,41 *е'

(14)

, , ,, . 101* 1,739 *10"3 „„„

0)л = 1,41 *£.---.=0,357

\ 7,581*0,15*0,597

Определяем ошибку при задании фиктивной скорости:

соб

Ю.357-0,21,Ш0% = 0,2

(15)

Так как данный процент превышает 5%, значит необходимо задать новое значение фиктивной скорости:

й)д =1,1*0,2 = 0,393* /п

4*0 393*0 597 = и,ж и,^/ =

9,92*10 ' * 1150

А

Определяем коэффициент гидравлического сопротивления слоя гранул ^ в гравийном огнепреградителе в зависимости от значения числа Рейнольдса (Яе):

При Яе - 40 ¿а =140/ Яе,

При Ке - 40 Л =16/ Яе0 2.

^ =16/ 82,265°'2=6,623. Определяем эквивалентный диаметр огнегасящих каналов в слое гранул:

с1у =4г75;

=4*0,5/1150 = 1,739* 10 \ /

(16)

Определяем высоту слоя гранул в огнепреградителе Н:

/ =(40-50)^,1 (1?) / = (40 - 50) * 0,015 = 0,15? Уточняем значение фиктивной скорости горючей смеси в насадке огнепреградителя:

0)\ =1,41*£

АВ*с1у

1~Л *р{

(18)

0)\ = 1,41 *0,5.| Ю1*1-739*10"3 ,=0,382 V 6,623* 0,15* 0,597

Определяем ошибку при задании фиктивной скорости:

0)&

„ [0,382-0,393] . , _ _ „ „„„

6> = —---- * 100% = 2,7%,

0,393

Определяем диаметр корпуса огнепреградителя Б :

о =

4*0

л * 0)()

Б = [20*0,015] = 0,3г

Определяем действительную скорость газовой смеси в огнепреградителе:

СО = С00 / £ .

О) = 0,393/0,5 = 0,786/ /Я.

Проверяем потери напора в слое гранул огнепреградителя:

/ -

а, 2

Д£> = 6,623 *-°Л5 , * 0,786 *0,597 = 105,31а

1,739*10"3 2

Определяем ошибку при вычислении потерь напора:

|Д£)- Д£)1 вв =---*100%

АО

1101-105,31,10 3%

101

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

0

Так как ° менее 5% расчеты считаются законченными.

Результаты расчета параметров огнепреградителя (техническая характеристика): -горючее вещество-АММИАК; -критический диаметр каналов с1кр.=0,023м; -диаметр гранул с1гр.=0,015м; -высота слоя гранул Н=0,15м;

-диаметр корпуса огиепреградителя D=0,3m; -сопротивление слоя насадки Д0=101 Па.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иванов E.H. Противопожарная защита открытых технологических установок,- 2-е изд., переработанное и дополненное. -М.: Химия, 1986. - 288 с.

2. Горячев СЛ., Клубанъ B.C. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов» - М.:ВИПТШ МВД России, 1996.

УДК 661.53

КБ. Кисиев, C.B. Ефимов

Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»

РАСЧЕТ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ «СБОРНИК АММИАКА»

Рассмотрены вопросы с пожарным риском.

Ключевые слова: пожарный риск, теплового излучения, огненный шар. К. В. Kisiev, S. V. Efimov

CALCULATION OF THE RISK OF THE EMERGENCE OF THE EMERGENCY OF THE TECHNOLOGICAL INSTALLATION «AMMIAKA COLLECTION»

Fire risk issues addressed

Key words: fire risk, heat radiation, fireball.

Пожарный риск - мера возможности, реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей.

Расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «огненного

шара»:

-расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «огненного шара» q, кВт/м2, проводят по формуле:

q = Ef*Fq*t, (1)

Е ■ 2

где 1 -среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м ,

допускается принимать равным 450кВт/м2;

F

q - угловой коэффициент облученности, рассчитывают по формуле: F _ H/Ds+ 0,5

" ~ 4((tf/Ds+0,5)2+(r/Ds)2)''5' (2)

где Н . высота центра «огненного шара», м;

- эффективный диаметр «огненного шара», м рассчитывается по формуле

£) =533 */п0'327 5 ' ' где т - масса горючего вещества, кг;