Порядок выполнения работы
1 Определение концентрационных границ взрыва топлива при известных температурных границах возгорания.
Давление насыщенных паров топлива при температурах соответствующих температурным границам распространения огня
Таблица 5.1
№ п/п |
Топливо |
Температурные границы распространения огня, К (0С) |
Давление насыщенных паров при температурах, соответствующих температурным границам, Па |
||
Нижняя |
Верхняя |
Нижняя (НГ) |
Верхняя (ВГ) |
||
1. |
Бензин Б-95/130 |
238 (-35) |
268 (-5) |
0,096·104 |
0,538·104 |
2. |
Бензин Б-91/115 |
243 (-30) |
272 (0) |
0,0873·104 |
0,565·104 |
3. |
Бензин Б-70 |
243 (-30) |
272 (0) |
0,0775·104 |
0,565·104 |
4. |
Топливо Т-1 |
303 (30) |
338 (65) |
0,137·104 |
0,736·104 |
5. |
Топливо ТС-1 |
301 (28) |
330 (57) |
0,11·104 |
0,68·104 |
1.1. По температурным границами возгорания ГСМ определить концентрационные границы возгорания:
; (5.1)
; (5.2)
где Рн и Рв – давление насыщенных паров при температурах, соответствующих
нижней и верхней температурным границам, Па (из таблицы 5.1);
Р0=Ратм= 9,8·104 Па (1 кг/см2) – атмосферное давление.
Подставляя значения давления насыщенных паров при температурах, соответствующих нижней и верхней температурным границам Рн и Рв для топлива, согласно заданного варианта из таблицы 1 в формулы (5.1) и (5.2), определяем концентрационные границы возгорания, %
Например, для топлива ТС-1:
(5.3)
(5.4)
2 Определение скорости испарения разлитого топлива, его объемной концентрации спустя определенное время после разлива и времени образования взрывоопасной концентрации паров.
Условие: На бетонный пол ангара (объем помещения определяется вариантом по таблице 5.2) разлили 3 л авиационного бензина Б-70 при температуре 298 К (+250С). Диаметр лужи бензина определяется вариантом по таблице 5.2
Определить:
скорость испарения разлитого топлива, соответствующего варианту размера лужи;
объемную концентрацию его спустя определенное время после разлива (время испарения по варианту из таблицы 5.2);
время, за которое в помещении соответствующего варианту объема образуется концентрация паров топлива, равная концентрационной верхней границе (ВГ) распространения огня
Данные по вариантам
Таблица 5.2
Параметр |
Номер варианта |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Диаметр лужи, м |
2,0 |
2,5 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,5 |
2,8 |
2,9 |
3,0 |
2,5 |
2,8 |
2,8 |
2,5 |
3,0 |
3,0 |
Время испарения, час |
2,0 |
2,5 |
2,2 |
2,1 |
2,0 |
2,5 |
2,4 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,5 |
2,0 |
2,0 |
3,0 |
3,5 |
Объем помещения, м3 |
10 |
11 |
11 |
10 |
12 |
14 |
10 |
11 |
11 |
10 |
12 |
12 |
10 |
14 |
10 |
Параметр |
Номер варианта |
||||||||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
Диаметр лужи, м |
2,4 |
2,2 |
2,0 |
2,0 |
2,5 |
2,6 |
2,9 |
2,8 |
3,0 |
2,5 |
2,6 |
2,4 |
2,9 |
3,0 |
3,8 |
Время испарения, t, час |
2,0 |
2,5 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,5 |
2,2 |
2,3 |
3,0 |
2,4 |
2,8 |
2,8 |
2,5 |
2,4 |
3,0 |
Объем помещения, Vп, м3 |
12 |
12 |
10 |
11 |
10 |
12 |
14 |
10 |
13 |
13 |
13 |
10 |
11 |
12 |
12 |
Рассмотрим на примере:
Данные: Диаметр лужи бензина: Б-70 – 1,5 м;
Время испарения: через 1 час после разлива топлива;
Объем помещения: 15м2.
2.1 Скорость испарения бензина U находим по формуле:
; (5.5)
где r – радиус лужи, м (по вариантам);
D=0,84·10-5 м2/с – коэффициент диффузии бензина Б-70;
M=126·10-3 кг/моль – молярная масса бензина Б-70;
Рнас= 1,8·104 Па – давление насыщенных паров бензина Б-70;
Vt=24·10-3 м3/моль – молярный объем паров бензина Б-70;
Р0=Ратм= 9,8·104 Па (1 кг/см2) – атмосферное давление.
Подставим значения в формулу (5.5):
; (5.6)
2.2 Масса бензина, которая испарится за определенное время после разлива, (в нашем варианте 1 час=3600 с):
; (5.7)
2.3 Массовую концентрацию бензина в помещении объемом Vп определим по формуле:
; (5.8)
2.4 Объемная концентрация за определенное время (в нашем примере 1 час) испарения бензина достигнет:
(5.9)
2.5 Верхняя концентрационная граница распространения огня (взрывоопасности) бензина Б-70 будет достигнута через:
(5.10)
где ВГ=5,76% (из таблицы 5.3).