Методика расчета теоретического расхода воды, требуемой для прекращения горения жидкости в резервуаре. Борьба с пожарами на нефтяных и газовых месторождениях. Твердотопливные аэрозолиобразующие составы. Содержание тепловой теории прекращения горения.
Аннотация к работе
Увеличивающаяся с каждым годом добыча нефти и газа, ежегодный объем которой в настоящее время в стране составляет сотни млрд. м3, повышает вероятность аварийных ситуаций, которые могут сопровождаться крупными пожарами, большими материальными потерями, ухудшением экологической обстановки в зоне пожара и прилегающих районах, а нередко и человеческими жертвами. Борьба с пожарами на нефтяных и газовых месторождениях, часто находящихся в труднодоступных районах, требует привлечения огромных материально-технических ресурсов и может длиться неделями.Согласно тепловой теории потухания прекращение горения наступает в результате понижения температуры пламени до некоторой критической величины, называемой температурой потухания Тпот. Это достигается путем увеличения интенсивности теплоотвода из зоны горения и (или) уменьшением интенсивности тепловыделения за счет снижения скорости реакции горения. В результате введения воды в зону горения часть тепла химической реакции начинает затрачиваться на нагрев, испарение воды и нагрев образующегося пара. В то же время появление водяного пара уменьшает концентрацию молекул горючего и окислителя в зоне горения, т.е. приводит к ее разбавлению и снижению скорости реакции горения, а значит и тепловыделения. Все способы прекращения горения по принципу, на котором основано условие прекращения горения, можно разделить на четыре группы: - способы охлаждения зоны горения или горящего вещества;АОС представляет собой химическую систему, основой которой является конденсированная смесь окислителей и горючих компонентов с целевыми и технологическими добавками. Для обеспечения требуемых характеристик в качестве целевых компонентов широко применяются: азотсодержащие органические соединения (для повышения газопроизводительности, огнетушащей способности АОС и снижения температуры аэрозоля); металлический магний (для интенсификации процесса получения аэрозоля); карбонаты калия, магния, кальция, хлориды калия, натрия и т. п. В нормальных условиях АОС обладает химической стабильностью, однако при нагреве (от элекгроспирали, пиропатронов, очага пожара и др.) он способен гореть и обеспечивать получение огнетушащего аэрозоля, являющегося самым эффективным средством тушения пожара. Эффективность и механизм объемного аэрозольного тушения определяется такими основными явлениями как: ингибирование химических реакций в пламени свежеобразовавшимися высоко дисперсными твердыми частицами аэрозоля; разбавление горючей среды двуокисью (диоксидом) углерода, азотом, парами воды и выжигание кислорода; охлаждение зоны горения аэрозолем. А именно: а) при горении АОС выделяется большое количество инертных газов, что вызывает снижение содержания кислорода и замедляет реакцию, в которую вступают горючие смеси в объеме;горение вода пожарТеоретический расход воды g, требуемый для прекращения горения, рассчитывается по формуле: ; л/сек; (1) где: Q-количество теплоты, которое необходимо отвести для прекращения пламенного горения, КДЖ/сек. теоретическое количество теплоты, отводимое 1 кг воды, КДЖ/кг. находиться по формуле: ; КДЖ/сек (2) доля всей выделившейся теплоты, которую необходимо отвести для прекращения пламенного горения ; (4) где: - температура пламени, - температура потухания, за будем принимать 1000 ОС ? - коэффициент полноты сгорания, для наших расчетов примем ?=0,9.Теоретический расход воды g, требуемый для прекращения горения, жидкости в резервуаре рассчитывается по формуле (1): ; л/сек где: Q-количество теплоты, которое необходимо отвести для прекращения пламенного горения, КДЖ/сек. Количество теплоты, которое необходимо отвести для прекращения пламенного горения жидкости, может быть рассчитано по уравнению: ; (9) где:0,6 - коэффициент, характеризующий долю теплоты, затрачиваемую на повышение температуры зоны горения, за вычетом потерь на излучение в окружающую среду; - коэффициент полноты сгорания (?=0,9);-низшая теплота сгорания горючего вещества, КДЖ/кг (табл. 3);-температура пламени, ОС ; - температура потухания, ОС; - площадь пожара; - массовая скорость выгорания, кг/(м2?сек), находится по формуле: ; (10) где: - безразмерная скорость выгорания жидкости; - динамическая вязкость паров при температуре поверхности жидкости, Нс/м2 ,d - диаметр резервуара, м. В зависимости от режима горения безразмерная скорость выгорания жидкости рассчитывается следующим образом.Определить теоретический расход воды q, требуемый для прекращения горения газового фонтана и безопасное расстояние для личного состава при тушении газового фонтана смеси составом метан СН4 90%, окись углерода СО 10%, дебит фонтана = 1,5 млн. м3/сут, коэффициент полноты сгорания ?=0,9. Для нахождения теоретического расхода воды q, требуемого для прекращения горения, используем формулу (1). За газов будем принимать 1000 Рассчитаем смеси, используя данные табл. Рассчитаем низшую теплоту сгорания смеси: QH (смеси)=0,75?35875 0,25?12630=30063,75 КДЖ/м3 Теоретический расход воды g, требуемый для прекращения горения газового фонтана будет равен: ;Определить
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Теоретические вопросы
1.1 Тепловая теория прекращения горения
1.2 Твердотопливные аэрозолиобразующие составы
2. Методика расчетов
2.1 Методика расчета теоретического расхода воды, требуемого для прекращения горения газового фонтана
2.2 Методика расчета теоретического расхода воды, требуемой для прекращения горения жидкости в резервуаре
3. Расчетная часть
3.1 Теоретический расчет расхода воды, требуемого для прекращения горения газового фонтана и безопасного расстояния для личного состава при тушении газового фонтана
3.2 Теоретический расчет расхода воды, требуемого для прекращения горения жидкости в резервуаре
Заключение
Список литературы
Введение
Увеличивающаяся с каждым годом добыча нефти и газа, ежегодный объем которой в настоящее время в стране составляет сотни млрд. м3, повышает вероятность аварийных ситуаций, которые могут сопровождаться крупными пожарами, большими материальными потерями, ухудшением экологической обстановки в зоне пожара и прилегающих районах, а нередко и человеческими жертвами. Это обусловливается отказом механизмов, нарушением технологии добычи, природными катастрофами и приводит к серьезным авариям.
Борьба с пожарами на нефтяных и газовых месторождениях, часто находящихся в труднодоступных районах, требует привлечения огромных материально-технических ресурсов и может длиться неделями. Затраты на тушение нередко составляют миллионы рублей. Вред, нанесенный окружающей среде в зоне пожара и прилегающих районах, точно оценить практически невозможно.
Пожары на открыто фонтанирующих газонефтяных скважинах являются одними из наиболее сложных видов промышленных аварий.
Некоторое представление о пожаре на фонтанирующей скважине можно получить по следующим данным: дебит мощных газовых фонтанов может достигать 10 - 20 миллионов кубометров в сутки, высота горящего факела - 80 - 100 м, а интенсивность тепловыделения в факеле - несколько миллионов киловатт.
Целью курсовой работы «Теоретические основы и расчет параметров тушения газов и жидкостей» является выработка навыков использования теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины «Физико-химические основы развития и тушения пожаров» при проведении расчетов параметров пожаров и расхода огнетушащих веществ.