Курсовая с практикой на тему Исследование пожаровзрыво опасности горючих жидкостей

Содержание:

ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 3

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ 4

1.1 Характер свечения пламени 4

1.2 Теоретический и практический расход воздуха на горение 5

1.3 Объем и состав продуктов полного сгорания 7

3.4 Низшая теплота горения 9

1. 5 Стехиометрическая концентрация в паровоздушной смеси 10

1.6 Расчет температуры горения 10

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ 14

2.1 Температура вспышки 15

2.2 Расчет температуры воспламенения 16

2.3 Температура самовоспламенения 16

2.4 Концентрационные пределы распространения пламени 18

2.5 Температурные пределы распространения пламени 20

2.6 Нормальная скорость распространения пламени 21

2.7 Критический диаметр огнегасящего канала и безопасного экспериментального максимального зазора 22

2.8 Минимальная энергия зажигания 23

2.9 Способность гореть и взрываться при взаимодействии с водой, кислородом и другими веществами 25

2.10 Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора и минимальное взрывоопасное содержание кислорода 25

2.11 Минимальное взрывоопасное содержание кислорода 26

2.12 Максимальное давление взрыва 26

3. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 30

Список использованной литературы 32

Заключение:

Ароматические углеводороды часто выступают в роли исходного, промежуточного или конечного продукта нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности, а также широко применяются как теплоноситель и горючее в энергетике. Поэтому эффективность процессов, проводимых во всех перечисленных отраслях, требует наличия надежных, охватывающих широкие диапазоны изменения температур и давлений, данных о теплофизических свойствах этих веществ. С учетом сказанного выполнено исследование термического (полного), т.е. реального, давления жидкого этилбензола в зависимости от температур и внешнего давления.

Пожароопасные свойства бензола:

Плотность газов по воздуху – 2,77;

Концентрационный предел воспламенения:

1. Нижний предел: а) 1,4% (объёма)

б) 45 г/м3

2. Верхний предел: а) 7,1% (объёма)

б) 230 г/м3

Температура, 0С:

1. Самовоспламенения 562;

2. Вспышки –11

Категория взрываемости – IIА; группа взрывоопасных смесей – Т1;

Средства защиты – противогаз марки А.

Действие высоких концентраций паров бензола сказывается, главным образом, на центральной нервной системе (наркотическое и отчасти судорожное действие); при многократном воздействии низких концентраций на первом плане изменения со стороны крови и кроветворных органов. Жидкий бензол довольно сильно раздражает кожу. Повреждающее действие на кроветворную систему усиливает накопление бензола в костном мозге, в клетках которого идет усиленный метаболизм, создается депо бензола и его метаболитов. Имеются данные о нарушении синтеза нуклеиновых кислот (главным образом ДНК), ведущем к угнетению продукции клеток, их неполноценности, нарушению хромосомных структур и т. д. При очень высоких концентрациях — почти мгновенная потеря сознания и смерть в течение нескольких минут. Лицо приобретает синий цвет, слизистые оболочки часто вишнево-красные. При меньших концентрациях – возбуждение, подобное алкогольному, затем сонливость, общая слабость, головокружение, тошнота, рвота, головная боль, потеря сознания. Наблюдаются также мышечные подергивания, которые могут переходить в судороги. Зрачки часто расширены, не реагируют на свет. Дыхание сначала учащено, затем замедлено. Температура тела резко снижается. Пульс учащенный. Кровяное давление понижено. При вскрытии — темная жидкая кровь, кровоизлияния в мозг, сетчатке, легких, верхних дыхательных путях, органах брюшной полости, в слизистых оболочках пищеварительного тракта, клетчатке и коже; иногда только полнокровие внутренних органов. По Леману, пребывание в течение 10 минут при концентрации паров бензола 15–20 мг/л трудно переносимо. Более лёгкие хронические отравления бензолом характеризуются рядом общих симптомов: головная боль, головокружения, повышенная раздражительность, усталость, бессонница и сонливость. ПДКбензола в рабочем помещении 5мг/м3.

Фрагмент текста работы:

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ

1.1 Характер свечения пламени

Характер свечения пламени при горении веществ зависит от процентного содержания элементов в веществе, главным образом, углерода, водорода, кислорода и азота [1].

Свечение пламени связано с наличием несгоревших раскаленных твердых частиц углерода С, а также трехатомных молекул. Если в горючем веществе при термическом разложении углерод не образуется, то вещество горит бесцветным пламенем как, например, в случае горения водорода Н2.

Цвет пламени горючих веществ, в основном, определяется присутствием в нем твердых частиц углерода. Если вместо углерода ввести в пламя другие твердые частицы, то пламя соответственно окрашивается. Так, например, если в бесцветное пламя метилового спирта ввести соли стронция, то пламя окрашивается в красный цвет, при введении солей бария — в зеленый, меди — в синий, натрия — в желтый. Вводимая в пламя соль при высокой температуре диссоциирует и образующиеся продукты диссоциации излучают характерные для них лучи.

Определение молярной массы горючего вещества по формуле:

где Mr — молярная масса вещества, кг/кмоль;

Ar — атомный вес i-го химического элемента (определяется по таблице Д.И. Менделеева);

n — количество атомов i-го элемента в молекуле горючего вещества;

k- количество элементов в молекуле горючего вещества.

Mr(С8Н10)=106 г/моль

Массовые доли вещества в молекуле определяются:

Массовые доли углерода и водорода в молекуле этилбензола составляют:

ω_С=(12∙8∙100)/106=90,56%

ω_Н=(1∙10∙100)/106=9,43%

Массовая доля углерода > 75 %, а содержание кислорода отсутствует, следовательно, в соответствии с таблицей 1, при горении этилбензола наблюдается яркое коптящее пламя.

1.2 Теоретический и практический расход воздуха на горение

Удельным теоретическим расходом воздуха Vв° называется минимальное его количество, необходимое для полного сгорания единицы массы горючего вещества при нормальных условиях [1].

Теоретическое количество воздуха (или другого окислителя) рассчитывается по уравнению материального баланса горения с учетом стехиометрических коэффициентов, то есть когда горючее и окислитель находятся в стехиометрическом соотношении.

Для протекания реакции горения, в том числе и в условиях пожара, необходим окислитель, которым является кислород воздуха. При решении многих практических вопросов, связанных с развитием пожара, необходимо знать объем воздуха, расходуемый на горение

Теоретическое количество воздуха (или другого окислителя) рассчитывается по уравнению материального баланса горения с учетом стехиометрических коэффициентов. Общее уравнение материального баланса процесса горения в воздухе выглядит следующим образом:

Коэффициент избытка воздуха α — это отношение количества воздуха, практически расходуемого на горение, к теоретическому количеству, необходимому для полного сгорания:

Составить уравнение реакции горения этилбензола в воздухе и определить стехиометрический коэффициент β.

С6Н5СН2СН3 + 10,5(О2 +3,76N2)= 8СО2 + 5Н2О + 10,5·3,76N2

β =10,5

Рассчитать молярную массу этилбензола.

Mr(С8Н10)=106 г/моль

Рассчитать объем кмоля газа при заданных условиях по формуле

Рассчитать практический объем воздуха, необходимый для сгорания 6,4 кг этилбензола, составив пропорцию

для М=106 кг (1кмоль) этилбензола – 4,76·β·VM=4,76·10,5·24

для m=6,4 кг этилбензола — Vвозд теор

Из пропорции:

V_возд=(6,4∙4,76∙10,5∙24)/(106∙1)=72,42 м3

Определить практический расход воздуха:

V_в^пр=2,8∙72,42=202,78 м3

1.3 Объем и состав продуктов полного сгорания

Знание количества и состава продуктов горения позволяет вычислять такие характеристики процесса горения, как температуру горения, температуру взрыва и давление при взрыве. Продукты горения могут быть влажными и сухими. Во влажных продуктах объем водяных паров учитывается, а в сухих — нет. Объем продуктов горения выражается в метрах кубических на килограмм (м3 /кг) или на метр кубический (м3/м3) горючего вещества, а состав — в объемных процентах [1].

Состав продуктов горения зависит от химической природы горючего материала и условий его горения. Практически всегда органические вещества горят с образованием продуктов полного и неполного горения.

Выход продуктов неполного горения количественно установить невозможно из-за чрезвычайной сложности их состава, поэтому материальный баланс процесса горения рассчитывается из предположения, что вещество сгорает полностью до конечных продуктов. При этом в состав продуктов горения включают также азот воздуха, израсходованного на горение, и избыток воздуха при α > 1.

Как и в случае расчета объема воздуха, необходимого для горения, свои особенности имеет расчет продуктов горения для индивидуальных веществ, смеси газов и веществ с известным элементным составом.

Состав продуктов горения зависит от химической природы горючего материала и условий его горения. Практически повсеместно органические вещества горят с образованием продуктов полного и неполного горения.

Записать уравнение реакции горения этилбензола в воздухе.

С6Н5СН2СН3 + 10,5(О2 +3,76N2)= 8СО2 + 5Н2О + 10,5·3,76N2

β =10,5

Рассчитать молярную массу этилбензола.

Mr(С8Н10)=106 г/моль