ГОСТ Р 12.3.047-2012. А.3 Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей

А.3.1

Расчет избыточного давления ΔP, кПа, производится по формуле (А.4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли в горении рассчитывают по формуле

Z = 0,5·F, (А.24)

где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины F допускается принимать F = 1.

К пылям, способным образовывать горючие пылевоздушные смеси, относят дисперсные материалы, характеризующиеся наличием показателей пожарной опасности: нижним концентрационным пределом распространения пламени, максимальным давлением, развиваемым при сгорании пылевоздушной смеси (более 50 кПа), и скоростью его нарастания, минимальным взрывоопасным содержанием кислорода менее 21% (об.).

Формула (А.24)

Z = 0,5·F, (А.24)

где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины F допускается принимать F = 1.

Z = 0,5·F (А.24)

где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины F допускается принимать F = 1.

А.3.2

Расчетную массу взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяют по формуле

m = min{mвз + mав; Cст·Vав/Z}, (А.25)

где mвз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

mав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг;

Cст - стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг·м⁻³;

Vав - расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации в объеме помещения, м³.

В отсутствие возможности получения сведений для расчета Vав допускается принимать

m = mвз + mав, (А.26)

Формула (А.25)

m = min{mвз + mав; Cст·Vав/Z}, (А.25)

где mвз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

mав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг;

Cст - стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг·м⁻³;

Vав - расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации в объеме помещения, м³.

m = min{m_вз + m_ав; C_ст·V_ав/Z} (А.25)

где mвз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;

mав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг;

Cст - стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг·м⁻³;

Vав - расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации в объеме помещения, м³.

Формула (А.26)

m = mвз + mав, (А.26)

m = m_вз + m_ав (А.26)

А.3.3

Расчетную массу взвихрившейся пыли mвз определяют по формуле

mвз = Kвз·mп, (А.27)

где Kвз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине Kвз допускается принимать Kвз = 0,9;

mп - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.

Формула (А.27)

mвз = Kвз·mп, (А.27)

где Kвз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине Kвз допускается принимать Kвз = 0,9;

mп - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.

m_вз = K_вз·m_п (А.27)

где Kвз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине Kвз допускается принимать Kвз = 0,9;

mп - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.

А.3.4

Расчетную массу пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, mав, определяют по формуле

mав = (mап + q·T)·Kп, (А.28)

где mап - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг;

q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг·с⁻¹;

T - время отключения, определяемое по А.1.2 (в), с;

Kп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных данных о величине Kп допускается принимать:

- Kп = 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;

- Kп = 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

Величину mап принимают в соответствии с А.1.1 и А.1.3.

Формула (А.28)

mав = (mап + q·T)·Kп, (А.28)

где mап - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг;

q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг·с⁻¹;

T - время отключения, определяемое по А.1.2 (в), с;

Kп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных данных о величине Kп допускается принимать:

- Kп = 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;

- Kп = 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

m_ав = (m_ап + q·T)·K_п (А.28)

где mап - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг;

q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг·с⁻¹;

T - время отключения, определяемое по А.1.2 (в), с;

Kп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных данных о величине Kп допускается принимать:

- Kп = 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;

- Kп = 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

А.3.5

Массу отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяют по формуле

mп = Kг/Kу·(m1 + m2), (А.29)

где Kг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

Kу - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимают равным 0,6 при сухой и 0,7 - при влажной пылеуборке (ручной). При механизированной вакуумной пылеуборке для ровного пола Kу принимают равным 0,9; для пола с выбоинами (до 5% площади) - 0,7;

m1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;

m2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг.

Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т.п.).

Формула (А.29)

mп = Kг/Kу·(m1 + m2), (А.29)

где Kг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

Kу - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимают равным 0,6 при сухой и 0,7 - при влажной пылеуборке (ручной). При механизированной вакуумной пылеуборке для ровного пола Kу принимают равным 0,9; для пола с выбоинами (до 5% площади) - 0,7;

m1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;

m2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг.

m_п = K_г/K_у·(m₁ + m₂) (А.29)

где Kг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;

Kу - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимают равным 0,6 при сухой и 0,7 - при влажной пылеуборке (ручной). При механизированной вакуумной пылеуборке для ровного пола Kу принимают равным 0,9; для пола с выбоинами (до 5% площади) - 0,7;

m1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг;

m2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг.

А.3.6

Масса пыли mi (i = 1; 2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле

mi = Mi·(1 − α)·βi, (i = 1; 2), (А.30)

где M1 = ∑(j) M1j - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;

M1j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

M2 = ∑(j) M2j - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;

M2j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

α - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных данных о величине α полагают α = 0;

β1, β2 - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (β1 + β2 = 1).

При отсутствии сведений о коэффициентах β1 и β2 допускается принимать β1 = 1, β2 = 0.

Формула (А.30)

mi = Mi·(1 − α)·βi, (i = 1; 2), (А.30)

где M1 = ∑(j) M1j - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;

M1j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

M2 = ∑(j) M2j - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;

M2j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

α - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных данных о величине α полагают α = 0;

β1, β2 - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (β1 + β2 = 1).

m_i = M_i·(1 − α)·β_i, (i = 1; 2) (А.30)

где M1 = ∑(j) M1j - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между генеральными пылеуборками, кг;

M1j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

M2 = ∑(j) M2j - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени между текущими пылеуборками, кг;

M2j - масса пыли, выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;

α - доля выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных данных о величине α полагают α = 0;

β1, β2 - доли выделяющейся в объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и доступных для уборки поверхностях помещения (β1 + β2 = 1).

А.3.7

Mi (i = 1; 2) могут быть также определены экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле

Mi = ∑(j) (Gij·Fij)·τi, (i = 1; 2), (А.31)

где G1j, G2j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F1j (м²) и доступных F2j (м²) площадях, кг·м⁻²·с⁻¹;

τ1, τ2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.

Формула (А.31)

Mi = ∑(j) (Gij·Fij)·τi, (i = 1; 2), (А.31)

где G1j, G2j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F1j (м²) и доступных F2j (м²) площадях, кг·м⁻²·с⁻¹;

τ1, τ2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.

M_i = ∑_j (G_ij·F_ij)·τ_i, (i = 1; 2) (А.31)

где G1j, G2j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F1j (м²) и доступных F2j (м²) площадях, кг·м⁻²·с⁻¹;

τ1, τ2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.

А.3.8

В таблице А.4 приведены типичные предельно допустимые значения избыточного давления с точки зрения повреждения зданий.

Таблица А.4

А.4

Определение избыточного давления для смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли

Расчетное избыточное давление ΔP для гибридных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле

ΔP = ΔP1 + ΔP2, (А.32)

где ΔP1 - избыточное давление, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с А.2.1 и А.2.2;

ΔP2 - избыточное давление, вычисленное для горючей пыли в соответствии с А.3.1.

Формула (А.32)

ΔP = ΔP1 + ΔP2, (А.32)

где ΔP1 - избыточное давление, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с А.2.1 и А.2.2;

ΔP2 - избыточное давление, вычисленное для горючей пыли в соответствии с А.3.1.

ΔP = ΔP₁ + ΔP₂ (А.32)

где ΔP1 - избыточное давление, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с А.2.1 и А.2.2;

ΔP2 - избыточное давление, вычисленное для горючей пыли в соответствии с А.3.1.

А.5

Определение избыточного давления для веществ и материалов, способных сгорать при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом с образованием волн давления

Расчетное избыточное давление ΔP для веществ и материалов, способных сгорать при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, определяют по А.2.2, полагая Z = 1 и принимая в качестве Hт энергию, выделяющуюся при их взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений) или экспериментально в натурных испытаниях. В случае, когда определить величину ΔP не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.