Расчет показателей пожаровзрывоопасности

В зависимости от объема баллона  огнетушители делятся на переносные и передвижные. Емкость баллона переносных огнетушителей составляет 2, 3, 5, 6, 8 литров. У предвижных - 10, 20, 40, 80 литров.

1.2 Принцип действия углекислотного огнетушителя

Работа углекислотного огнетушителя основана на вытеснении заряда двуокиси углерода под действием собственного избыточного давления, которое задается при наполнении огнетушителя. Двуокись углерода находится в баллоне под давлением 5,7 МПа (58 кгс/см.кв.) при температуре окружающего воздуха 20°С. Максимальное рабочее давление в баллоне при температуре +50°С, не должно превышать 15 МПа (150 кгс/см.кв).

При открывании запорно–пускового  устройства (нажатии на рычаг 2), заряд углекислоты по сифонной трубке 3 поступает к раструбу 4. При этом происходит переход двуокиси углерода из сжиженного состояния в твердое (снегообразное), сопровождающийся резким понижением температуры до минус 70°С.

Огнетушащее действие углекислоты  основано на охлаждении зоны горения  и разбавлении горючей парогазовоздушной среды инертным (негорючим) веществом до концентраций, при которых происходит прекращение реакции горения.

Для приведения огнетушителя в действие необходимо:

1. Выдернуть чеку 6 или сорвать пломбу.
2. Направить раструб 4 на очаг пожара.
3. В запорно-пусковом устройстве нажимного типа нажать на рычаг 2, в устройстве вентильного типа повернуть маховичок против часовой стрелки до отказа, а в устройстве рычажного типа (применяется в передвижных огнетушителях) — повернуть рычаг до отказа на 180°.

 
 

 

 

 

 

Рисунок 2. Устройство и принцип действия запорно-пускового устройства (ЗПУ) рычажного типа 
 
1 — рычаг; 2 — пружина; 3 — прокладка; 4 — седло клапана; 5 — гайка; 
6 — хвостовик; 7 — манжета; 8 — шток клапана; 9 — ось рычага; 10 — пломба.

Головка запорно-пускового устройства вворачивается хвостовиком 6 в горловину баллона. При поднятом рычаге 1 запорный клапан прижимается пружиной 2 к седлу 4. Приведение в действие запорно-пускового устройства производится поворотом рычага 1 до отказа, как показано на рисунке пунктирной линией. При этом за счет смещения центра оси рычаг выступом эксцентричной поверхности надавливает на шток клапана 8 и открывает клапан для выпуска заряда огнетушащего вещества из баллона. Для прекращения истечения газа рычаг 1 следует повернуть в исходное положение. От случайного включения рычаг удерживается пломбой 10.

 

1.3 Эксплуатация огнетушителей и меры безопасности

• Эксплуатация огнетушителей без чеки и пломбы завода-изготовителя или организации, производившей перезарядку, не допускается.
• Огнетушители должны размещаться в легкодоступных и заметных местах, где исключено попадание на них прямых солнечных тучей и непосредственное воздействие отопительных и нагревательных приборов.
• Температура эксплуатации и хранения от минус 40 до плюс 50°С.
• При тушении электроустановок, находящихся под напряжением, не допускается подводить раструб ближе 1 м до электроустановки и пламени.
• После применения огнетушителя в закрытом помещении, помещение необходимо проветрить.
• Необходимо соблюдать осторожность при выпуске заряда из раструба, т. к. температура на его поверхности понижается до минус 60-70°С.
• Перезарядка и ремонт огнетушителей должны производиться в специализированных организациях на зарядных станциях.
• Баллон огнетушителя должен пройти переосвидетельствование через 5 лет после изготовления огнетушителя.
• Контроль массы заряда огнетушителя необходимо проводить не реже одного раза в два года. Величина массы баллона с запорно-пуско-вой головкой выбита на корпусе запорного устройства. Суммарная масса огнетушителя определяется прибавлением к ней массы СО2, указанной на этикетке или в паспорте.

 

 

 

 

 

1.4 Технические характеристики углекислотных огнетушителей

Огнетушители  ОУ-10

Технические характеристики: 
- Количество огнетушащего вещества: 7 кг  
- Покрываемая при тушении площадь: 1,75 м2 
- Рабочее давление внутри баллона составляет: 14,7 МПа 
- Время выхода огнетушащего вещества: 15 секунд 
- Размеры огнетушителя: 1200х370х470 мм 
- Масса: 30 кг

- Температурный диапазон эксплуатации: от-40 до+50°С

Тушение производится в вертикальном положении огнетушителя. После освобождения рычага головки запорно-пуско-вого устройства от пломбы (чеки), раструб направляется на очаг пожара и нажимается рычаг запуска на головке баллона. Конструкция огнетушителя позволяет транспортировать его к месту возгорания и многократно возобновлять подачу заряда огнетушащего вещества на очаг горения с помощью запорно-пускового устройства на шланге.

 

Огнетушители ОУ-20 представляют собой спаренную установку ОУ-10

Технические характеристики: 
- Количество огнетушащего вещества: 28 кг 
- Огнетушащая способность: 2,80 м2 
- Рабочее давление: 5,8 МПа 
- Время выхода огнетушащего вещества: 15 секунд 
- Габаритные размеры: 1200х370х470 мм 
- Масса огнетушителя: 60 кг

- Рабочие температуры: от-20 до+50С

 Приведение в действие огнетушителя осуществляется поворотом рычагов запорно-пускового устройства на обоих баллонах, , и нажатием рычага у раструба.

Огнетушители ОУ–40

Огнетушители ОУ–40 представляют собой баллон, укрепленный на тележке с двумя колесами у горловины и одного колеса у башмака баллона. В горловину баллона ввернуто запорно-пусковое устройство рычажного типа, к которому прикреплен шланг с раструбом на другом конце.

Конструкция огнетушителя позволяет транспортировать его к месту возгорания и многократно возобновлять подачу заряда огнетушащего вещества на очаг горения при помощи запорно-пускового устройства на шланге.

Технические характеристики: 
- Количество огнетушащего вещества: 28 кг 
- Площадь тушения: 2,80 м2 
- Рабочее давление: 5,8 МПа 
- Время выхода огнетушащего вещества: 15 секунд 
- Рзмеры огнетушителя: 700х1550х400 мм  
- Масса огнетушителя: 120 кг

- Допустимые температуры  при хранении и эксплуатации: от-20 до+50С

 

Огнетушители ОУ–80

Огнетушители ОУ–80 состоят из двух баллонов с углекислотой, расположенных на тележке с двумя пневматическими колесами. Тележка имеет опорную стойку для установки огнетушителя в горизонтальное положение. На баллонах установлены запорно-пусковые устройства рычажного типа, соединенные коллектором с двумя шлангами, на концах которых закреплены раструбы с рычагами.Огнетушитель обслуживают два человека, один из которых снимает с кронштейна шланг и направляет раструб на горящий объект, а второй открывает запорно-пусковые устройства баллонов.

Технические характеристики: 
- Количество огнетушащего вещества: 56 кг  
- Площадь пожаротушения: 4,5 м2 
- Рабочее давление: 5,8МПа (58 кгс/см)  
- Время выхода огнетушащего вещества: 30 секунд  
- Габаритные размеры: 950х1700х760 мм  
- Масса огнетушителя: 225 кг

- Температуры хранения  и эксплуатации: от-20 до+50С

 

Огнетушители ОУ–1

Огнетушитель предназначен для тушения загораний различных горючих веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха, на промышленных предприятиях, на транспортных средствах (железнодорожном, городском, морском транспорте), загораний электроустановок, находящихся под напряжением не более 1000В

Технические характеристики: 
- Вместимость баллона - 2 л.  
- Масса заряда - до 1,5 кг.  
- Огнетушащее вещество - СО2 (двуокись углерода).  
- Длина струи огнетушащего в-ва - 1,5 м.  
- Продолжительность подачи огнетушащего в-ва - 8 сек.  
- Масса огнетушителя не более -6 кг.

- Габариты  - 430х108х314 мм.

Огнетушители ОУ–2

Огнетушитель предназначен для тушения загораний различных горючих веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха, на промышленных предприятиях, на транспортных средствах (железнодорожном, городском, морском транспорте), загораний электроустановок, находящихся под напряжением не более 1000В

Технические характеристики: 
- Вместимость огнетушителя: 3 литра 
- Масса заряда: 2.1 кг 
- Рабочее давление в корпусе: 5.7 Мпа  
- Рабочая температура: от-20° до+50°C  
- Время выхода огнетушашего состава: не менее 8 секунд 
- Класс пожара и размер модельного очага 13B  
- Размеры: 500 x 220 мм

- Масса огнетушителя  с зарядом: не более 6.8 кг

Огнетушители ОУ–3

Тушение возгораний горючих  веществ и материалов, горение  которых не может происходить  без доступа воздуха; возгораний электроустановок, находящихся под напряжением не более 100 В.

Технические характеристики: 
- ОУ-3со шлангом(ОУ-5) 
- Вместимость огнетушителя: 5 литров  
- Огнетушащая способность по тушению модельного очага пожара класса В: не менее 34В  
- Продолжительность подачи ОТВ при температуре 20 градусов: 10 секунд  
- Масса заряженного огнетушителя: 13,5 кг 
- Размеры: 572х162 мм

- Температуры хранения  и эксплуатации: от-20 до +50С

 

Огнетушители ОУ–5

Огнетушитель предназначен для тушения загораний различных веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха, электроустановок, находящихся под напрежением до 1000В 
Применяется для тушения загораний на транспортных средствах, в музеях, картинных галереях, архивах и в других местах.  
 
Технические характеристики: ОУ-5 
 
- Масса заряда огнетушащего вещества: 5,6 кг  
- Огнетушащая способность 55B  
- Продолжительность подачи огнетушащего вещества: 12 секунд  
- Габаритные размеры огнетушителя: 1000x570 мм  
- Рабочее давление: 15 МПа  
- Полная масса: 15,8 кг

- Диапазон температур  хранения и эксплуатации: от-40 до+50С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3  Исходные данные для расчетов

 

n-Ксилол, 1,4-диметилбензол,  С₈Н₁₀

Физико-химические свойства: Бесцветная жидкость. Молярная масса 106,17;

плотность 856,69 кг/м³ при 25 °С;т. плавл. 13,3 °С; т. кип. 138,3 °С; плотн. пара по воздуху 3,66; коэф. диф. пара в воздухе 0,057 см²/с при 0 °С (расч.);

lg p = 6,25485 – 1537,082/(223,608 + t ) при т-ре от –8,1 до 138,3 °С;

 тепл. образов. –24,4 кДж/моль; тепл. cгop. –4375 кДж/моль; в воде не раствор.

Пожароопасные свойства: Легковоспламеняющаяся жидкость.Т. всп. 26 °С, т. самовоспл. 530 °С; конц. пределы распр. пл. 1,1 – 6,5 % об.; темп. Пределы распр. пл.: нижн. 24 °С, верхн. 58 °С; миним. флегм. конц. азота 45,5 % об. (расч.);миним. энергия зажигания 84,5 мДж при25 °Си 0,534 мДж при30°С; макс. давл. взрыва 765 кПа;т.гор. 1557 К; норм. скорость распр. пл. 0,34 м/с; МВСК 11,2 % об.Средства тушения: Возд.-мех. пена, порошки.

Структурная формула  п-ксилола имеет вид:

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов

 

3.1 Расчет температуры  вспышки  индивидуальных жидких веществ в закрытом тигле (з.т.)

 

а) Температура вспышки t_всп веществ, имеющих нижеперечисленные структурные группы (табл. 3.1), рассчитывается по формуле, °С:

t_всп = a_о + а₁ t_кип + _j* l _j                                                     (1)

где а₀ — размерный коэффициент, равный минус 73,14°С;

а₁ — безразмерный коэффициент, равный 0,659;

t_кип — температура кипения исследуемой жидкости, °С;

l_j — число структурных групп j-го вида в молекуле;

a_j — эмпирические коэффициенты, приведенные в табл.1 Приложения 1.

Средняя квадратичная погрешность  расчета по формуле (1) составляет

9 - 13 °С.

Решение.

t_кип = 138,3 °С.

Экспериментальное значение t_всп п-ксилола 26°С.

1. a _с-с = -2,03°С  1_с-с= 2

    a _с-н = 1,105°С  1_с-н= 10

    a = -0,28°С  1 = 6

Подставляя эти величины в формулу (1), получаем:

t_всп = -73,14 + 0,659 138,3+ 6 (-0,28) + 2 (-2,03) + 10 (1,105) =

=23,3°С ≈ 23°С

°С

2. a _с-с = -2,03°С  1_с-с= 5

    a _с-н = 1,105°С  1_с-н= 10

    a _с=с = 1,72°С  1_с=с= 3

Подставляя эти величины в формулу (1), получаем:

t_всп = -73,14 + 0,659 038,3+ 3 (1,72) + 5 (-2,03) + 10 (1,105) =

=23,9°С ≈ 24°С

°С

 

б) Для органических соединений, состоящих из атомов С, Н, О, N, а также галоидорганических и элементоорганических соединений, содержащих атомы S, Si, P, Cl, температура вспышки рассчитывается по формуле

t_всп = C₀ + С₁ × t_кип + С₂ |DН_сг|,                           (2)

 

где DН_сг — мольная теплота сгорания вещества, кДж/моль;

C₀, С₁, С₂ - эмпирические константы.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле  составляет

9 -13 °С.

DН_сг = -4375 кДж/моль, С0= -45,5; С1= 0,83; С2= -0,0082

Решение.

t_всп = -45,5 + 0,83 138,3 - 0,0082 4375 =33,4  °С

°С

в) Более точную температуру вспышки классов веществ рассчитывают по формуле

t_всп = а + b × t_кип,                                                          (3)

Средняя квадратическая погрешность при расчете по формуле (3) составляет

3 - 5 °С.

Решение.

а=-67,83 и b=0,665

t_всп = - 67,83+ 0,665 208 = 70,49 °С

°С

 

3.2 Расчет температуры  воспламенения индивидуальных жидкостей

 

Температуру воспламенения (t_восп) индивидуальных жидкостей в °С вычисляют по формуле:

t_восп = a_о + а₁ t_кип + _j l _j

где   a₀ - размерный коэффициент, равный минус 47,79 °С;

a₁ - безразмерный коэффициент, равный 0,882;

Средняя квадратическая погрешность расчета составляет 5 °С.

Решение.

Экспериментальное значение температуры воспламенения п-ксилола  составляет t_восп =25 °С.

1. a _с-с = 0,027°С  1_с-с= 2

a _с-н = -2,118°С  1_с-н= 10

a = -2,069°С  1 = 6

t_восп = -47,79 + 0,882 138,3 + 0,027 2 - 2,118 10 +2,069 6 =

=49,1°С≈49 °С

°С