Розрахунок надлишкового тиску вибуху

Кількісним показником категорування є максимально можливий надлишковий тиск ΔР, який може розвинутися при згоранні (вибуху) вибухонебезпечної суміші в приміщенні.

Для індивідуальних горючих речовин, які складаються з атомів С, Н, О, N, Cl, Br, I, F надлишковий тиск вибуху ΔР для визначається за формулою:

(1)

де P_max - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші у замкнутому об’ємі, який визначається дослідним шляхом або приймається за довідниковими даними. У разі відсутності даних про показники пожежної небезпеки горючих сумішей речовин і матеріалів допускається приймати показники пожежної небезпеки вказаних речовин і матеріалів за найбільш небезпечним компонентом. У випадку відсутності таких даних, допускається приймати P_max таким, щодорівнює 900 кПа;

Р_о - початковий тиск, кПа (допускається приймати рівним 101 кПа);

6.

m - маса ГГ або парів ЛЗР та ГР, що потрапили в результаті розрахункової аварії до приміщення, яку визначають для ГГ за формулою (5), а для парів ЛЗР та ГР за формулою (11), кг;

Z - коефіцієнт участі ГГ або парів ЛЗР (ГР) у вибуху, який може бути розрахований на підставі характеру розподілу газів і парів в об’ємі приміщення. Допускається приймати значення Z за таблицею 1;

Таблиця 1

Значення коефіцієнта Z

Вид горючої речовини	Значення Z
Водень	1,0
Горючі гази (крім водню)	0,5
ЛЗР і ГР нагріті до температури спалаху і вище, пил	0,3
ЛЗР і ГР нагріті нижче температури спалаху, при можливості утворення аерозолю	0,3

V_вільн у формулі 1- вільний об’єм приміщення, м³;

ρ_г,п - густина газу або пари при розрахунковій температурі Т_пр, кг/ּм³, що визначається за формулою:

(2)

в якій Р₀ – нормальний атмосферний тиск (101,3 кПа)

Р_пр – початковий тиск в приміщенні, кПа

Т_пр – розрахункова температура в приміщенні, К

М_г – маса 1 кіломоля горючого газу, кг

ρ₀ – густина газу при нормальних умовах (при 273 К і101,3 кПа)

22,4136 м³– об’єм 1 кіломоля горючого газу при н. у.

С_{с т} у формулі 1- стехіометрична концентрація ГГ або парів ЛЗР та ГР, % (об.), що визначається за формулою:

(3)

де - стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції згоряння (при розрахунку β атоми азоту не враховуються);

7.

n_c, n_н, n_o, n_x – число атомів С, Н, О та галогенів у молекулі ГГ або парів ГР;

К_н у формулі 1- коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення й неадіабатичність процесу горіння. Допускається приймати К_н рівним 3.

Негерметичність приміщення обумовлена постійно відкритими прорізами в огороджувальних конструкціях приміщення.

Як розрахункову температуру слід приймати максимально можливу температуру повітря в даному приміщенні у відповідній кліматичній зоні або максимально можливу температуру повітря за технологічним регламентом з урахуванням можливого підвищення температури у разі аварійної ситуації.

Для сумішей горючих речовин розрахунок ΔР проводять по формулі: (ця формула справедлива також для деяких індивідуальних речовин)

,кПа (4)

де Н -теплота згорання, (кДж/кг) вибирається із довідника (або Додатку 1).

Для вуглеводнів приймається Н= 46000кДж/кг.

Р₀ - початковий тиск (кПа), нормально рівний 101 кПа.

V_св - вільний об'єм приміщення, м³ (див п. В),

ρ₀ – густина повітря (кг/м³) до вибуху при початковій температурі Т₀ , яку приймають за таблицею Додатка 2 (при 20°С ρ_пов = 1.2047 кг/м³).

С - теплоємність повітря, кДж/(кг×К) (дозволяється приймати 1.01 кДж/кг.К).

Т₀ - початкова температура повітря, К (звичайно рівна 300 К).

К_н - коефіцієнт, котрий враховує негерметичність приміщення і недіабатичність процесу горіння (дозволяється приймати К_н =3)

Z - коефіцієнт, що характеризує міру участі у вибуху речовини. Значення Z дозволяється приймати по таблиці 1.

m - маса горючих газів (ГГ) або парів Л3P чи ГР чи пилу, які проникли в приміщення в результаті розрахункової аварії (формули 5 або 11), кг.