Материал: labka_3_Avtosokhranenny

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра промышленной безопасности и охраны труда

Отчёт

по лабораторной работе №3

«2D виртуальная лабораторная установка по определению концентрационных пределов распространения пламени газовоздушным смесям»

Выполнил: ст.гр. БТБ-15-02 Д.Р. Булатова

Проверил: доцент, к.х.н И.Р. Киреев

Уфа 2019

Цель работы:

- изучить схему лабораторной установки;

-изучить методику экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени газа;

-выполнить эксперимент на виртуальной лабораторной установке (ВЛУ);

-проверить правильность ручного расчета концентрационных пределов распространения пламени газа;

Теоретическая часть

Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени (НКПРП и ВКПРП) — минимальная (максимальная) концентрация горючего вещества (газа, паров горючей жидкости) в однородной смеси с окислителем (воздух, кислород и др.), при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания (открытое внешнее пламя, искровой разряд).

Область значений графика зависимости КПРП в системе «горючий газ — окислитель», соответствующая способности смеси к воспламенению, образует область воспламенения.

На значения НКПРП и ВКПРП оказывают влияние следующие факторы:

свойства реагирующих веществ;

давление (обычно повышение давления не сказывается на НКПРП, но ВКПРП может сильно возрастать);

температура (повышение температуры расширяет КПРП за счёт увеличения энергии активации);

негорючие добавки — флегматизаторы;

Размерность КПРП может выражаться в объёмных процентах или в г/м³.

Взрыв - быстрое экзотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных проводить работу.

Взрывобезопасность - состояние производственного процесса, при котором исключается возможность взрыва или в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей вызываемых им опасных и вредных факторов и обеспечивается сохранение материальных ценностей.

Коэффициент безопасности - поправочный коэффициент к экспериментальному или расчетному значению взрывоопасности, определяющий предельно допустимую величину этого параметра (концентрации, температуры, давления и т. д.) для данного производственного процесса.

Взывопредупреждение - меры, предотвращающие возможность возникновения взрыва.

Взрывозащита- меры, предотвращающие воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва и обеспечивающие сохранение материальных ценностей.

Взрывоопасная среда- химически активная среда, находящаяся при таких условиях, когда может возникнуть взрыв.

Предотвращение воздействия наработающих опасных и вредных производственных факторов, возникающих в результате взрыва, и сохранение материальных ценностей обеспечивается:

- установлением минимальных количеств взрывоопасных веществ, применяемых в данных производственных процессах;

- применением огнепреградителей, гидрозатворов, водяных и пылевых заслонов, инертных (не поддерживающих горение) газовых или паровых завес;

- применением оборудования, рассчитанного на давление взрыва;

- обваловкой и бункеровкой взрывоопасных участков производства или размещением их в защитных кабинах;

- защитой оборудования от разрушения при взрыве при помощи устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны);

- применением быстродействующих отсечных и обратных клапанов;

- применением систем активного подавления взрыва;

- применением средств предупредительной сигнализации.

Производственные процессы должны разрабатываться так, чтобы вероятность возникновения взрыва на любом взрывоопасном участке в течение года не превышала 10^-6.

В случае технической или экономической нецелесообразности обеспечения указанной вероятности возникновения взрыва производственные процессы должны разрабатываться так, чтобы вероятность воздействия опасных факторов взрыва на людей в течение года не превышала 10^-6 на человека. При этом принятое значение вероятности возникновения взрыва на любом взрывоопасном участке производственного процесса должно быть обосновано и согласовано в установленном порядке с органами государственного надзора.

Взрывобезопасность производственных процессов должна быть обеспечена взрывопредупреждением и взрывозащитой организационно-техническими мероприятиями.

Параметрами и свойствами, характеризующими взрывоопасность среды, являются:

- температура вспышки;

- концентрационные и температурные пределы воспламенения;

- температура самовоспламенения;

- нормальная скорость распространения пламени;

- минимальное взрывоопасное содержание кислорода (окислителя);

- минимальная энергия зажигания;

- чувствительность к механическому воздействию (удару и трению).

Основными факторами, характеризующими опасность взрыва, являются:

- максимальное давление и температура взрыва;

- скорость нарастания давления при взрыве;

- давление во фронте ударной волны;

- дробящие и фугасные свойства взрывоопасной среды.

Для обеспечения взрывобезопасного ведения производственного процесса нормативно-технической документацией на него должны быть установлены коэффициенты безопасности.

Опасными и вредными факторами, воздействующими на работающих в результате взрыва, являются:

- ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;

- пламя;

- обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;

- образовавшиеся при взрыве и (или) выделившиеся из поврежденного оборудования вредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации.

Причинами взрывов наиболее часто являются нарушения правил безопасной эксплуатации оборудования, утечки газов через неплотности в соединениях, перегрев аппаратов и чрезмерное повышение давления, отсутствие надлежащего контроля за технологическим режимом, разрыв или поломка деталей оборудования, использование открытого огня на взрывоопасных участках и др

Схема лабораторной установки

1 – тулбар; 2 – выпадающие списки для выбора испытуемого газа; 3 – кнопки управления; 4 – область смешивания газов; 5 – область создание газо-воздушной смеси и ее воспламенения; 6 – лог эксперимента; 7 – всплывающая подсказка; 8 – анимация взрыва.

Практическое выполнение в расчетной программе

Ручной расчет для индивидуальных веществ

Нижний предел

1,3-бутадиен:

2-бутен:

Верхний предел β= mC + 0,25(mH - mCl) - 0,5mO

при β≤ 8;

1,3-бутадиен:

2-бутен:

Вывод:В данной лабораторной работе были определены концентрационные пределы распространения пламени газовой смеси с помощью виртуальной установки и концентрационные пределы распространения пламени индивидуальных веществ ручным расчетом . Нижний предел распространения пламени смеси-2,48 %, верхний-14,28. Для индивидуальных веществ нижний предел распространения пламени 1,3-бутадиена-1,73%,2-бутена-1,84%, верхний 1,3-бутадиена-10,5%, 2-бутена-11,14%