Коэффициент участия паров топлива во взрыве

Коэффициент участия паров топлива во взрыве обозначает долю массы испарившегося горючего вещества, которая успевает перемешаться с воздухом и вступить в реакцию быстрого горения. В нормативных расчетах по СП 12.13130 его величина варьируется от 0,1 до 0,5. Значение зависит от температуры вспышки, скорости испарения, наличия аварийной вентиляции и аварийных блокировок в помещении. Коэффициент прямо влияет на величину расчетного избыточного давления взрыва.

$\Delta P = (P_{max} - P_0) \cdot \frac{m \cdot Z}{V_{sv} \cdot \rho_{g} \cdot C_{st}} \cdot \frac{100}{K_{n}}$

Разбор по случаям

Примеры

Расчет избыточного давления. Пусть при аварии испарилось $m = 10\text{ кг}$ легковоспламеняющейся жидкости в помещении объемом $V = 100\text{ м}^3$. При отсутствии вентиляции коэффициент участия паров топлива во взрыве принимается равным $Z = 0{,}3$. Подставляя значения в формулу избыточного давления $\Delta P$, находим величину волны давления. Если $Z$ снижается до $0{,}1$ за счет вентиляции, расчетная нагрузка на конструкции падает в три раза.

Влияние вентиляции на параметр. В цеху с площадью розлива ЛЖВ установлена аварийная система вытяжки. Без вентиляции безразмерный параметр $Z$ равен $0{,}3$. При срабатывании вытяжной системы за время $t \le 300\text{ с}$ этот коэффициент уменьшается по формуле $Z = 0{,}3 \cdot (1 - f)$, где $f$ — фактор эффективности. Это позволяет понизить категорию помещения с А на Б.

Частые ошибки

• Использование постоянного коэффициента 0,5 для всех типов горючих жидкостей без учета их температуры вспышки.
• Игнорирование работы аварийной вентиляции при определении расчетной массы паров.
• Путаница между коэффициентом участия Z и стехиометрической концентрацией паров в воздухе.

Коротко

Таким образом, этот коэффициент определяющим образом задает расчетное избыточное давление и категорию взрывопожарной опасности объекта. Грамотный учет аварийной вентиляции позволяет существенно снизить этот показатель и обезопасить производство.