Константы уравнения антуана для ксилола

ВНТП 05-97 =>

3.1.4. Характеристика вещества

лак БТ-99 (ГОСТ 8017-74)

Содержание в растворе, %:

Плотность вещества r_ж, кг·м -3

Молекулярная масса, кг·моль -1 :

Константы уравнения Антуана для ксилола

3.1.4.1. Суммарная химическая формула смеси растворителей, входящих в состав лака БТ-99, С_8,1Н_10,43

3.1.4.2. Молекулярная масса смеси

М_см = 8,1·12 + 10,43·1 = 107,63 кг·кмоль -1

3.2. Расчет массы лака БТ-99, поступившей в помещение при расчетной аварии, по формуле (3.1):

m_ж = [0,9·0,5 + 0,785·(10·0,025 2 + 10·0,04 2 ) + 6,5·10 -5 ·300]·953 = 468,64 кг

Содержание смеси растворителей: 468,64·0,48=225 кг

3.3. Расчет массы испарившейся жидкости.

3.3.1. Максимальная площадь разлива, согласно п.3.2.5.

Открытое зеркало испарения бака F_емк = 1,54 м 2

Свежеокрашенная поверхность полюсных катушек F_обр = 6,28 м 2

3.3.2. Давление насыщенных паров ксилола при расчетной температуре t = 37 °С, Р_н = 2,747 кПа (см. пример 1).

3.3.3. Интенсивность испарения смеси растворителей, входящих в состав лака БТ-99, согласно п.3.2.4.

кг·м -2 ·с -1 .

3.3.4. Время полного испарения смеси с поверхности разлива.

с открытой поверхности второго бака m_ж = 0,5·0,9·953·0,48 = 205,8 кг

За расчетное время испарения принимаем Т = 3600 с

3.3.5. Масса испарившейся смеси со всех поверхностей, при Т = 3600 с, по формуле (3.3)

m = 3,334·10 -5 ·3600·(245,8+1,54+6,28)=30,495 кг

3.4. Определение средней концентрации паров смеси ЛВЖ в помещении, согласно п.3.5.

3.4.1. Плотность паров смеси ЛВЖ по формуле (3.11)

r_п = 107,63/22,413·(1+0,00367·37)=4,228 кг·м -3

3.4.2. Средняя концентрация паров смеси

Среднее значение концентрационного предела распространения пламени смеси: ксилол — 95,8%, С_НКПР = 1,0% (об.)

уайт-спирит — 4,17%, С_НКПР = 0,7% (об.)

Принимаем окончательно Z = 0,102

3.7. Расчет избыточного давления взрыва по формуле (3.9):

3.8. Заключение о категории помещения.

3.8.1. Расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа. В технологическом процессе производства обращаются ЛВЖ с t_всп = 24 °С. Категория помещения сушильно-пропиточного отделения — А взрывопожароопасная.

4. Определение категории помещения сушильно-пропиточного отделения электромашинного цеха ЛРЗ при ограничении площади разлива ЛВЖ (2-ой вариант)

4.1. Исходные данные.

Исходные данные о характеристиках помещения и обращающихся в них ЛВЖ сохраняются такие же, что и в примере 3. С целью ограничения площади разлива ЛВЖ проектом реконструкции цеха предусматривается разместить автоклавы и баки для пропитки и окраски якорей и полюсных катушек в отдельном приямке, рассчитанном на аварийный пролив максимального количества ЛВЖ при расчетной аварии. Питающие трубопроводы для подачи ЛВЖ подвести из лакоприготовительного отделения через стену непосредственно к приямку.

Необходимо определить максимально допустимую площадь разлива ЛВЖ при аварийной ситуации приведенной в примере 3.

4.2. Определение максимально допустимой площади разлива ЛВЖ по формуле (3.27), при максимальном значении коэффициента Z = 0,3.

4.2.1. Максимально допустимая масса паров ЛВЖ при расчетной аварии, поступающих в помещение, при воспламенении которой давление не превысит 5 кПа, по формуле (3.24)

m_м.д = 6,258·10 -4 ·4,228·2048·1,893 = 10,26 кг

4.2.2. Масса паров, поступающих с поверхности окрашенных полюсных катушек и открытого зеркала испарения ЛВЖ из бака для окраски, принимается по данным из примера 3.

m_емк = 3600·3,334·10 -5 ·1,54 = 0,185 кг

m_обр = 3600·3,334·10 -5 ·6,28 = 0,755 кг

4.2.3. Максимально допустимая площадь разлива ЛВЖ, по формуле (3.27)

4.2.4. В технологической части проекта предусматривается для аварийного слива ЛВЖ приямок объемом V_пр =26 м 2 ·1,2 м = 31,2 м 3 , который обеспечивает прием максимального количества ЛВЖ при аварийной ситуации. Приямок заглублен на 1,2 м ниже уровня пола, перекрытие приямка не герметично. Принимаем открытое зеркало испарения ЛВЖ площадью, F_пр =26 м 2 2 , то есть условие соблюдения максимально допустимой площади разлива выполняется.

4.3. Расчет массы испарившейся жидкости при условии, что все содержимое из бака для окраски полюсных катушек и из трубопроводов, согласно принятому в примере 3 расчетному варианту аварии, поступает в приямок емкостью V_пр = 31,2 м 3 и поверхностью испарения, F_пр=26 м 2 . Площади испарения, с открытой поверхности бака, F_емк = 1,54 м 2 и свежеокрашенных поверхностей полюсных катушек, F_обр = 6,28 м 2 , остаются такими же, что и в примере 3.

4.3.1. Время полного испарения с поверхности приямка:

Принимаем расчетное время испарения Т = 3600 с. Время испарения с открытой поверхности бака и св. окрашенных катушек остается без изменения, Т = 3600 с.

4.3.2. Масса испарившейся смеси со всех поверхностей, при Т =3600 с по формуле (3.3)

m = 3,334·10 -5 ·3600·(26+1,54+6,28)=4,054 кг

4.4. Определение средней концентрации паров смеси ЛВЖ в помещении, согласно п.3.5.

(об.) 3 следует отнести к категории В3 при условии ограничения площади разлива жидкости до 26 м 2 и оборудования аварийной емкостью. Содержание растворителя в приямке составляет 225 кг, высота помещения Н = 8 м. Используя данные табл.1 приложения 3 находим низшую теплоту сгорания =42 МДж·кг; определяем максимальную пожарную нагрузку в помещении Q = 225·42=9450 МДж; удельную ПН g = 9450/26 = 363,5 МДж·м -2 . Расчетная ПН равна 0,64·g · Н 2 = 0,64·363,5·8 2 = 14889 МДж. Пожарная нагрузка, определяемая по формуле (4.1), не превышает расчетную: Q = 9450 2 , высота до нижнего пояса ферм покрытия H = 10,8 м. Проектом предусматривается разместить в помещении цеха:

1. В общем потоке — участок разборки вагонов и участок очистки поверхности кузова, в помещении площадью 3178 м 2 и свободным объемом V_св =0,8·3178·10,8=27458 м 3 ;

2. В изолированном помещении — окрасочную камеру для грунтования поверхности кузова и окраски низа вагона и универсальную сушильную камеру.

Расчетная температура принята 30 °С.

5.1.2. Анализ взрывопожароопасности технологических процессов производства цеха.

5.1.2.1. Грунтование, окраска и сушка вагонов осуществляются в окрасочной и сушильной камерах в помещении категории А, изолированном от участков разборки и очистки вагонов тамбур-шлюзом.

5.1.2.2. На участках разборки и очистки вагонов одновременно находится в ремонте 10 пассажирских некупейных вагонов. Пожарная нагрузка в одном вагоне площадью 70,8 м 2 по данным табл.2 приложения 1 составляет 8834 кг, низшая теплота сгорания горючих и трудногорючих материалов вагонных конструкций в среднем составляет = 20,4 МДж·кг -1 .

Максимальное расстояние между вагонами составляет Li = 5 м. Согласно п.4.1.3. ВНТП участком размещения удельной ПН является площадь вагона. Используя справочные данные приложения 1, определяем пожарную нагрузку по формуле (2):

и удельную ПН по формуле (3):

МДж·м -2

По табл.4 ВНТП помещение разборки вагонов и очистки поверхности кузова, следует отнести к категории В1.

5.1.2.3. Учитывая, что на участке очистки поверхности кузовов вагонов проводятся операции по снятию краски с применением смывки СП-6 и обезжириванию очищенных поверхностей с применением уайт-спирита, необходимо определить категорию помещения по данным о взрывопожароопасных свойствах обращающихся на участке веществ и массе поступающих паров ЛВЖ в объем помещения.

5.1.2.4. Согласно технологическому регламенту первоначально проводится очистка поверхности кузова с применением смывки СП-6. Снятая с поверхности старая краска, пропитанная смывкой, удаляется.

Очищенные поверхности подвергаются обезжириванию уайт-спиритом.

Расчетная температура принимается равной t_p = 30 °C. Поэтому, учитывая, что температура вспышки уайт-спирита, равная t_всп = 33 °С, больше расчетной, коэффициент участия паров Z во взрыве равен нулю. В этом случае избыточное давление взрыва DP = 0 и помещение можно отнести к категории В1. Однако на стадии очистки поверхности вагонов с применением СП-6, являющейся многокомпонентной смесью, в состав которой входит несколько различных видов ЛВЖ и ГЖ, для определения категории помещения цеха необходим расчет параметров пожарной опасности этой смеси.

Ниже приводятся состав смеси СП-6 и характеристика входящих в нее компонентов.

Плотность жидкости r_ж =1251 кг/м 3 .

Содержание растворителей, %: метиленхлорид — 70,56; диоксолан — 1,3-9,21; ксилол (ГОСТ 9949-76) — 5,62; уксусная кислота — 2,25.

Содержание нелетучих компонентов, %: смола ПСХ-С — 11,24, парафин — 1,12. Химическая формула, молекулярная масса растворителей и содержание компонентов летучей части, %:

метиленхлорид — СН₂Cl₂; М=89,94; 80,5 (ТГЖ, t_всп = -14 °С);

уксусная кислота -С_3,7Н_7,4О_3,7; М = 111,097; 2,57 (ЛВЖ, t_всп = 38 °С).

Константы уравнения Антуана и нижний концентрационный предел воспламенения для ЛВЖ:

ксилол: А = 7,05479; В = 1478,16; С_А =220,53; С_НКПР = 1,0% (об.)

уксусная кислота: А = 7,79846; В = 1789,908; С_А =245,909; С_НКПР = 3,33% (об.); метиленхлорид: константы уравнения Антуана неизвестны; С_НКПР = 14% (об.), трудногорючая жидкость.

Суммарная химическая формула смеси растворителей, входящих в состав смывки СП-6: С_1,728Н_3,07Cl_1,61O_0,305

= (80,5·1+10,51·3+6,42·7,99+2,57·3,7)·10 -2 = 1,728

= (80,5·2+10,51·6+6,42·9,98+2,57·7,4)·10 -2 = 3,07

= (10,51·2 + 2,57·3,7)·10 -2 = 0,305

= (80,5·2)·10 -2 = 1,61

Молекулярная масса смеси растворителей

М_см = (89,93·80,5 + 74·10,51 + 106·6,42 + 111,097·2,57)· 10 -2 = 89,94

5.2. Обоснование расчетного варианта аварии.

Для расчета избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается наиболее неблагоприятный период в технологическом процессе расчистки поверхностей 4-х вагонов ЦМВ с применением смывки СП-6.

5.2.1. Расчет массы смеси СП-6, обращающейся в процессе очистки поверхностей вагонов.

По данным карты типового технологического процесса подготовки вагонов к нанесению лакокрасочных покрытий на каждый вагон расход смывки СП-6 составляет 4,2 кг, а площадь очистки, в среднем — 75 м 2 . Смывка находится в герметически закрытых емкостях и наносится на поверхность кузова с помощью кисти.

Согласно исходным данным процентное содержание растворителей в смывке СП-6 составляет 87,64%. Следовательно суммарный расход жидкости равен:

m_ж = 4·4,2·87,64·10 -2 = 14,72 кг

5.3. Расчет избыточного давления взрыва.

5.3.1. Выполнить расчет массы испарившейся жидкости не представляется возможным из-за отсутствия данных о константах уравнения Антуана для метиленхлорида, входящего в состав смеси растворителей смывки СП-6. Поэтому принимается, что масса смеси растворителей, нанесенная на поверхность кузовов вагонов общей площадью 300 м 2 , полностью испарится. Следовательно масса паров ЛВЖ, поступивших в объем помещения разборки вагонов и очистки поверхности кузовов, составит m = 14,72 кг.

5.3.2. Расчет избыточного давления взрыва смеси ЛВЖ в этом случае выполняется по формуле (3.14):

Расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа. Следовательно помещение разборки вагонов и очистки поверхности кузовов следует отнести к категории В1.

6. Определение категории помещения цеха окраски пассажирских вагонов (ЦМВ) ВРЗ

Константы уравнения антуана для ксилола

ПОСОБИЕ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ НПБ 105-95
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ» ПРИ РАССМОТРЕНИИ ПРОЕКТНО-СМЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Значения показателей пожарной опасности некоторых индивидуальных веществ