Nadciśnienie w przypadku wybuchu rozlanej benzyny
IgnacyZ: Hej, proszę o rozwiązanie zadania. Mi wyszło 119 kPa, ale pewnie źle, a wynik musi być
na 100% poprawny
Z góry dziękuję i życzę spokojnej niedzieli!
Zadanie: Obliczyć nadciśnienie w przypadku wybuchu rozlanej benzyny samochodowej
z beczki 200 dm3 umieszczonej na wannie wychwytowej w pomieszczeniu
o powierzchni 220 m2 i wysokości 5 m.
Najpierw należy dobrać wannę, tak aby zmieściła się w niej cała beczka a następnie ze
wzorów obliczyć nadciśnienie. Wzory na końcu w złączonym rozporządzeniu.
Rozporządzenie:
WYTYCZNE W ZAKRESIE OKREŚLANIA PRZYROSTU CIŚNIENIA W POMIESZCZENIU,
JAKI MÓGŁBY ZOSTAĆ SPOWODOWANY PRZEZ WYBUCH
1. Przy dokonywaniu oceny zagrożenia wybuchem pomieszczeń należy brać pod uwagę
najbardziej niekorzyst ną z punktu widzenia ewentualnych skutków wybuchu sytuację mogącą
wytworzyć się w procesie ich eks ploatacji, uwzględniając najbardziej niebezpieczny,
występujący
tam rodzaj substancji oraz największą jej ilość, jaka mogłaby brać udział w reakcji wybuchu.
2. Przyrost ciśnienia w pomieszczeniu ΔP (w Pa), spowodowany przez wybuch z udziałem
jednorodnych pal nych gazów lub par o cząsteczkach zbudowanych z atomów węgla, wodoru,
tlenu, azotu i chlorowców jest określany za pomocą równania:
mmax · ΔPmax · W ΔP = [1] V · Cst · ρ
gdzie:
mmax — maksymalna masa substancji palnych, tworzących mieszaninę wybuchową, jaka może
wydzielić się w rozpatrywanym pomieszczeniu (kg);
ΔPmax — maksymalny przyrost ciśnienia przy wybuchu stechiometrycznej mieszaniny gazowo−
lub parowo−powietrznej w zamkniętej komorze (Pa);
W — współczynnik przebiegu reakcji wybuchu, uwzględniający niehermetyczność pomieszczenia,
nie adiabatyczność reakcji wybuchu, a także fakt udziału w reakcji niecałej ilości palnych
gazów i
par, jaka wydzieliłaby się w pomieszczeniu — równy 0,17 dla palnych gazów i 0,1 dla palnych
par;
V — objętość przestrzeni powietrznej pomieszczenia, stanowiąca różnicę między objętością
pomiesz czenia i objętością znajdujących się w nim instalacji, sprzętu, zamkniętych opakowań
itp. (m3);
Dziennik Ustaw Nr 109 — 9133 — Poz. 719
Cst — objętościowe stężenie stechiometryczne palnych gazów lub par:
1
Cst = [2] 1+ 4,84 · β
β — stechiometryczny współczynnik tlenu w reakcji wybuchu:
nH – nCl nO
β = nC + – [3] 4 2
nC, nH, nCl, nO — odpowiednio ilości atomów węgla, wodoru, chlorowców i tlenu w cząsteczce
gazu lub pary;
ρ — gęstość palnych gazów lub par w temperaturze pomieszczenia w normalnych warunkach
pracy (kg · m–3).
3. Przyrost ciśnienia w pomieszczeniu ΔP (w Pa), spowodowany przez wybuch z udziałem
substancji palnych niewymienionych w pkt 2, jest określany za pomocą równania:
mmax · qsp · Po · W
ΔP = [4] V · ρp · cp · T
gdzie:
qsp — ciepło spalania (J · kg–1);
Po — ciśnienie atmosferyczne normalne, równe 101 325 Pa;
ρp — gęstość powietrza w temperaturze T (kg · m–3);
cp — ciepło właściwe powietrza, równe 1,01 · 103 J · kg–1 · K–1;
T — temperatura pomieszczenia w normalnych warunkach pracy (K);
W = 0,17 dla palnych gazów i uniesionego palnego pyłu;
W = 0,1 dla palnych par i mgieł;
pozostałe — jak we wzorze [1].
4. Masa palnych par m (w kg), wydzielających się w pomieszczeniu wskutek parowania cieczy
z otwartej po wierzchni, jest określana za pomocą równania:
m = 10–9 · F · τ · K · P ⎯ s · √M [5] gdzie:
F — powierzchnia parowania cieczy (w m2) — dla każdego dm3 cieczy rozlanej na posadzce
betonowej przyjmuje się F = 0,5 m2 dla roztworów zawierających nie więcej niż 70 % masowego
udziału rozpusz czalnika i F = 1 m2 dla pozostałych cieczy;
τ — przewidywany maksymalny czas wydzielania się par (s);
K — współczynnik parowania określony w tabeli;
Ps — prężność pary nasyconej w temperaturze pomieszczenia t w °C (Pa):
⎧ B ⎫
⎪A – ⎪
⎩ t+CA ⎭ [6] Ps = 133 · 10
A, B, CA — współczynniki równania Antoine’a dla danej cieczy;
M — masa cząsteczkowa cieczy (kg · kmol–1).
Dziennik Ustaw Nr 109 — 9134 — Poz. 719
5. W przypadku występowania w pomieszczeniu uruchamianej samoczynnie wentylacji awaryjnej,
przy okreś laniu mmax dla palnych gazów lub par dopuszcza się uwzględnianie jej działania,
jeżeli odciągi powietrza znajdują się w pobliżu miejsca przewidywanego wydzielania się gazów
lub par. Przyjmowaną do obliczenia ΔP maksymalną masę substancji palnych można wtedy
zmniejszyć „k” razy, przy czym:
k = 1 + n · τ [7]
gdzie:
n — ilość wymian powietrza w pomieszczeniu przy działaniu wentylacji awaryjnej (s–1); τ —
przewidywany czas wydzielania gazów lub par (s).
6. Obliczenie przewidywanego przyrostu ciśnienia w pomieszczeniu nie jest wymagane w
przypadku, gdy bez jego dokonania inwestor, jednostka projektowania lub użytkownik decydujący
o procesie technologicznym uznaje pomieszczenie za zagrożone wybuchem.