Методика розрахунку площі легкоскидних конструкцій

1. Т Е М А Л Е К Ц І Ї

ТЕМА
ЛЕКЦІЇ
МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ
ПЛОЩІ ЛЕГКОСКИДНИХ
КОНСТРУКЦІЙ

2. П Л А Н Л Е К Ц І Ї :

ПЛАН ЛЕКЦІЇ:
1. Загальна методика розрахунку
площі ЛСК.
2. Площа вибухових прорізів при
неповному загазуванні
приміщень.

3.

• Площа ЛСК, відповідно до СНиП 2.09.02-85*
"Производственные здания", визначається
розрахунком.
• При цьому приймаються припущення:
• - вибухонебезпечна суміш розподілена по всьому
об'єму приміщення або його частини;
• - концентрація суміші близька до стехіометричної;
• - горіння суміші розповсюджується по сфері;
• - ЛСК руйнуються миттєво при досягненні в
приміщенні допустимого надмірного тиску д;
• - процес витікання газів через отвори розглядається
як адіабатичний.

4. 1.1. Загальна площа вибухових прорізів

Fвп f впWп
де:
fвп - питома площа вибухових прорізів, м2/м3;
Wп - об'єм приміщення, м3.

5. 1.2. Питома площа вибухових прорізів визначається із рівняння нерозривності:

Wв
f вп
vв в
де :
Wв - надмірний об'єм продуктів горіння, які
утворилися під час вибуху, м3/м3;
vв - швидкість витікання продуктів горіння, м/с;
в - час вибуху, с.

6. 1.3. Надмірний об'єм продуктів горіння Якщо вибухонебезпечна суміш стехіометричної концентрації з кількістю молей  nп знаходиться в замкн

1.3. Надмірний об'єм продуктів горіння
Якщо вибухонебезпечна суміш стехіометричної
концентрації з кількістю молей nп знаходиться в
замкнутому об'ємі при Рп, то при згорянні її тиск
порівняно з початковим збільшиться:
Рв
n п гТ в
Рп
n п Т п
• де:
• Тв - температура продуктів горіння під час вибуху, К;
• Тп - початкова температура суміші, К;
nпг - число молей, що утворились в результаті
реакції;
• Рв - тиск продуктів горіння після реакції, Па.

7. Враховуючи об'єднаний закон газового стану рівняння можна подати у вигляді:

Wв
n пг Tв
Wп
n п Tп
n пг Tв
W
W
в n T
п
п п

8. Ступінь розширення продуктів горіння при вибуху:

n п гТ в
n п Т п
• (у скільки раз об'єм продуктів горіння буде
перевищувати початковий)

9. Надмірний об'єм продуктів вибуху, який потрібно видалити із приміщення:

Pдоп
Wв W Wп
в
Pп
3
3
, м /м
• де:
Рдоп - допустимий тиск на конструкції, Па.

10. 1.4. Температура горіння при вибуху.

Тв=0,9 Тр
• де: Тр - теоретична (розрахункова)
температура продуктів горіння, К.

11. 1.5. Швидкість витікання продуктів горіння при вибуху

—1
Рп
2g
доп t 1 (
)
1
Рдоп
• де
• g — прискорення сили ваги, м/с2;
• ω —питомий об’єм продуктів горіння з урахуванням
температури, м3/Н;
• φ — коефіцієнт витрати;
• Рп — тиск середовища, у якому відбувається витікання,
Н/м2;
• k=1,4 - показник адіабати для двоатомних газів (відношення
питомої теплоємності при Р=const до питомої теплоємкості
при W=const.

12. Питомий об’єм газу з урахуванням поправки на температуру:

1 Tпг Рп
0 Т 0 Рдоп
• де
• γ0 — питома вага продуктів згоряння при 0°С,
Н/м3;
Tп.г. — температура згоряння при вибуху, К;
• Т0 — початкова температура продуктів
згоряння, К.

13.

к 1
к
Tпг Рп
2g
Pп
1
1 0Т 0 Рдоп
• Якщо у формулу підставити значення φ=0,75,
g=9,81 м/с2, k=1,4, Pп=105 Н/м2, То=273 К,
γo= 12,93 Н/м3, то в остаточному виді одержимо:
к 1
к
Р
33,5 Т пг 1 п
Р
доп

14.

W в
f вп
33 ,5 в
Рп
Т пг 1
Рдоп
к 1
к

15. У випадку, коли Рдоп=1,5  104 Н/м2.

У випадку, коли Рдоп=1,5 104 Н/м2.
f вп
Wв
6,7 в Т пг

16. 1.6. Час вибуху.

R

17.

0,5R
в
v
н
• vн - швидкість розповсюдження полум'я, м/с.

18. Враховуючи вираз радіуса сфери через об'єм і те, що об'єм вибухонебезпечної суміші Wcм рівняється об'єму приміщення Wпр:

R 3
3Wсум
4
0,5 3 3Wп
в
v н 4

19.

• Для розрахунків на практиці
рекомендується час вибуху
приймати:
• для газоповітряної суміші - 0,1 с;
• для пароповітряної суміші - 0,2 с;
• для пилоповітряної суміші - 0,3 с.

20. 2. ПЛОЩА ВИБУХОВИХ ПРОРІЗІВ ПРИ НЕПОВНОМУ ЗАГАЗУВАННІ ПРИМІЩЕНЬ.

• Розглянемо два випадки:
неповна загазованість по висоті
приміщення і неповна загазованість по
площі приміщення

21. Відношення питомої площі вибухових прорізів за неповної загазованості fвпнп до питомої площі вибухових прорізів за повної загазованості f

Відношення питомої площі вибухових прорізів за
неповної загазованості fвпнп до питомої площі
вибухових прорізів за повної загазованості fвпп
нп
f вп
п
f вп
нп п п
Wв в
нп нп
п
в Wв
нп
f вп
п 3
f вп
W
W
п
в
нп
в
п
нп
3
W
W
п
нп

22.

• Для другого випадку загазованості неповної загазованості по площі
приміщення:
питому площу вибухових отворів
визначають як для випадку повної
загазованості приміщень, однак
загальну площу вибухових отворів
визначають у залежності від об’єму
вибухонебезпечних ділянок.

23.

• Завдання на самопідготовку:
• 1. М.М.Кулєшов і ін. Пожежна безпека
будівель та споруд.
• 2. СНиП 2.09.02-85, п.2.42