Оценить время образования взрывоопасной концентрации в помещении, а также величины скоростей газового потока в трубопроводе и на сре - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Примеры по определению состава семьи, учету доходов граждан, расчету... 1 435.53kb.
23 августа 2012 года по адресу: г. Сланцы, пер. Почтовый, д. 1 8.92kb.
Инструкция по эксплуатации содержание техника безопасности 1 184.04kb.
Внимание! При сгорании топлива в газовых или жидкотопливных тепловых... 1 19.47kb.
Ученику Тестовые задания по предмету физическая культура История... 1 52.15kb.
Информация о ваших правах в области здравоохранения 1 26.71kb.
1. Описание и назначение 1 56.76kb.
Светлые стены в помещении отражают 80% направленного на них света 1 27.82kb.
Турбулентность в канале акустического анемометра 1 35.28kb.
Последняя мера преданности Перевод – Антонина 1 286.91kb.
Конспект мероприятия «Открытие Русской избы». Гбоу ао «Соломбальская... 1 40.43kb.
1. Область применения и нормативные ссылки 1 224.93kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Оценить время образования взрывоопасной концентрации в помещении, а также величины - страница №1/1

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Задание №1. Расчет времени образования взрывоопасной концентрации
В производственном помещении размерами А×В×Н (м) проходит газопровод диаметром D (мм), температурой газа t(оC) и избыточном давлении Р(см вод. ст.). В результате аварии на поверхности трубопровода образовался свищ (трещина) площадью F (мм2).

Оценить время образования взрывоопасной концентрации в помещении, а также величины скоростей газового потока в трубопроводе и на срезе свища. Условия в помещении до аварии считать комфортными. Результаты расчета представить в виде таблицы 1.4.



Таблица 1.1 Исходные данные для расчета


А [м]

10

В [м]

9

Н [м]

3,9

Таблица 1.2 Исходные данные для расчета
P1, см. вод. ст.-15,7

t1, оC-6


Таблица 1.3 Исходные данные для расчета

D [мм] 51

F [мм2] 7,4

Газ- CH4

Таблица 1.4 Результаты термодинамического расчета процесса истечения

Термодинамические параметры

Обозначения

Единицы измерения

Значение параметра

Абсолютное давление в газопроводе
Удельный объем в газопроводе
Площадь сечения газопровода
Скорость движения газа по газопроводу
Критическое отношение давлений
Скорость истечения газа через свищ
Массовый расход
Нижний концентрационный предел распространения пламени
Объем газа при НКПВ
Масса газа при НКПВ
Время образования взрывоопасной
концентрации в помещении

Pr


v1

S

Wr



bкр

W
G

НКПР

Vг


Mr

t


Па

м3/кг


м2
м/с

м/с
кг/с

%
м3
кг

с





Рекомендации по выполнению расчетно-графического задания №1

1. Выписать численные значения исходных термодинамических параметров своего варианта и перевести эти значения, если требуется, в единицы Системы Интернациональной.

2. Определить величину абсолютного давления газа в газопроводе:

3. Определить величину отношения давлений:



4. Определить величину критического отношения давлений.

5. Сравнивая величину отношения давлений с ее критическим значением определить режим истечения газа из газопровода.

6. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, определить величину удельного объема газа в газопроводе.

7. Определить величину скорости истечения газа через свищ. Если режим истечения докритический используется

- уравнение , если режим истечения критический

- уравнение .

8. Определить величину массового расхода газа через свищь. Если режим истечения докритический используется уравнение



(2.29), если режим истечения критический - уравнение



(2.35).

9. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона определить объемный расход газа Vг, вытекающего через свищ из газопровода.

10. Определить площадь поперечного сечения трубопровода:

11. Определить скорость движения газа по газопроводу:



12. Определить объем помещения:



13. Определить объем газа, образующего концентрацию, равную НКПР:



14. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона определить массу газа , образующую концентрацию, равную НКПР.

15. Оценить время образования в помещении концентрации газа, равною НКПР:



Содержание отчета по выполнению расчетно-графического задания №1


  1. Формулировка задания с численными значениями переменных, соответствующих своему варианту.

  2. Пооперационное выполнение расчетно-графического задания, включающее:

  • объяснение выполняемой операции;

  • вывод расчетного уравнения;

  • проведение необходимых вычислительных операций;

  • операции с единицами измерения;

  • ответ в виде числа и единицы измерения.

  1. Результаты расчета оформляются в виде итоговой таблицы № 1.4.

  2.      Для самопроверки правильности выполнения задания №1 рекомендуется воспользоваться программным комплексом QTESTER6, опция "Взрывоопасная концентрация".

Задание 2. Термодинамический расчет цикла ДВС


Цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания пожарного автомобиля имеет следующие характеристики: степень сжатия e; степень повышения давления l; степень предварительного расширения r; начальное давление

P1 (кПа); начальная температура t1 (oC).

Принимая в качестве рабочего тела 1 кг продуктов горения с удельной изобарной теплоемкостью ср; и удельной изохорной теплоемкостью сv, необходимо определить:

– параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла (давление, температуру, удельный объем);

– тепло и работу, для каждого из процессов, входящих в цикл;

–термический КПД цикла, сравнив его с КПД цикла Карно, имеющего одинаковые по сравнению с расчетным циклом максимальное и минимальное значения температур.

Вычертить графики цикла в полулогарифмическом масштабе в P-v и T-s координатах на миллиметровой бумаге, размер – половина формата А4. Результаты расчета представить в виде таблицы 2.4.


Таблица 2.1 Исходные данные для расчета









Ср кДж/кг oC

950

Сv кДж/кг oC

780

μ кмоль/кг

33



Таблица 2.2 Исходные данные для расчета

P1, кПа 100

t1, oС -5

Таблица 2.3 Исходные данные для расчета


e

24

r

2,5

l

1


Таблица 2.4 Результаты термодинамического расчета цикла ДВС


№ №

Р1,
кПа

v,
м3/кг

t,
0С

Процесс

q,
кДж/кг

l,
кДж/кг

1










1–2







2










2–3







3










3–4







4










4–5







5










5–1








2.5. Рекомендации по выполнению термодинамического расчета ДВС

1.Выписать численные значения исходных термодинамических параметров своего варианта и перевести эти значения, если требуется, в единицы Системы Интернациональной.

  1. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, определить величину удельного объема рабочего тела до сжатия.

  2. Определить величину удельного объема после сжатия рабочего тела:





  1. Используя уравнения (1. и 2), а также численные значения степени повышения давления и степени предварительного расширения, определить, какой цикл предстоит рассчитывать: с изохорным, изобарным или со смешанным подводом тепла.

(1) (2)

  1. В соответствии с видом цикла, используя уравнения (1), (2), законы идеальных газов (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля), а также уравнение политропного процесса, последовательно рассчитать значения давления, абсолютной температуры и удельного объема в характерных точках цикла:



  1. Найти значения теплоты в процессах, составляющих рассчитываемый цикл.

  2. Используя уравнения (3) и (4), определить значения работы в процессах, составляющих рассчитываемый цикл.

Работа изобарного процесса: (3)

Работа адиабатного процесса: (4)



  1. Используя значения вычисленных ранее температур в характерных точках цикла, определить величину КПД цикла Карно:



  1. В соответствии с классифицированным циклом, используя соответствующее уравнение, определить значение КПД данного цикла:

КПД цикла Отто -

КПД цикла Дизеля-

КПД цикла Тринклера -

2.6. Содержание отчета по выполнению расчетно-графического задания №2


  1. Формулировка задания с численными значениями переменных, соответствующих своему варианту.

  2. Пооперационное выполнение расчетно-графического задания, включающее:

  • объяснение выполняемой операции;

  • вывод расчетного уравнения;

  • проведение необходимых вычислительных операций;

  • операции с единицами измерения;

  • ответ в виде числа и единицы измерения.

  1. Результаты расчета оформляются в виде итоговой таблицы № 2.4.

  2. Диаграммы работы двигателя внутреннего сгорания в координатах P-v и T-s формата А4, выполненные на миллиметровой бумаге. Рекомендуется логарифмический масштаб градуировки оси Р.

  3. Для самопроверки правильности выполнения задания №2 рекомендуется воспользоваться программным комплексом QTESTER6, опция "Двигатель внутреннего сгорания".



Задание 3. Определение времени безопасной работы личного состава в зоне интенсивного теплового излучения
В результате аварии произошел пролив жидкого топлива на площадь F2) с последующим возгоранием при температуре наружного воздуха tf (оС) и атмосферном давлении Р (мм. рт. ст.).

Определить возможное время работы личного состава в зоне интенсивного теплового излучения в радиусе R (м) от центра пролива.


Таблица 3.1 Исходные данные для расчета

R (м)

10

Таблица 3.2 Исходные данные для расчета


f (оС) 0

Р (мtм. рт.ст.) 730

Таблица 3.3 Исходные данные для расчета

F (м2) 165



Топливо

ПБ

БН

ДТ

НФ

МТ

БН

ДТ

НФ

ПБ

МТ

Приложение. ПБ - пропан-бутан; БН - бензин; ДТ - дизельное топливо; НФ - сырая нефть; МТ - метан.

Таблица 3.4. Результаты расчета времени работы


Вычисленные параметры

обозначения

Единицы измерения

Численные значения

Эффективный диаметр пролива

Плотность окружающего воздуха

Высота пламени

Средняя плотность теплового потока

Вертикальный фактор облученности

Горизонтальный фактор облученности

Угловой коэффициент облученности

Коэффициент пропускания атмосферы

Расчетное время работы


d

ρв

H

Qo



Ψв

Ψг

Ψ

φ

τ



м

кг/м3

М

кВт/ м2



с





Рекомендации по выполнению расчетно-графического задания №3

  1. Выписать численные значения исходных теплофизических параметров своего варианта и перевести эти значения, если требуется, в единицы Системы Интернациональной.

  2. Рассчитать эффективный диаметр пролива горючей жидкости:



  1. Определить плотность окружающего воздуха, используя уравнение Менделеева-Клапейрона:





  1. Определить высоту пламени по эмпирической формуле:

,

где: m - удельная массовая скорость горения топлива [ кг.м2/c ];

g = 9,81 [ м/с2 ] - ускорение свободного падения.

5. Определить промежуточные величины:

h=2H/d; S=2R/d; A=(H2+S2+1)/(2S); B=(1+ S2)/(2S);



  1. Определить величину вертикального фактора облученности:



  1. Определить величину горизонтального фактора облученности:



  1. Определить угловой коэффициент облученности:



  1. Определяем среднюю плотность теплового потока используя данные таблицы 3.5., при необходимости допускается линейная интерполяция.

Таблица 3.5. Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

Топливо

Qo (кВт/м2)

M

Кгм2/c



d=10 м

d=20 м

d=30 м

d=40 м

d=50 м

Метан

220

180

150

130

120

0,08

Пропан-бутан

80

63

50

43

40

0,10

Бензин

60

47

35

28

25

0,06

Дизельное топливо

40

32

25

21

18

0,04

Сырая нефть

25

19

15

12

10

0,04



  1. Определить коэффициент пропускания атмосферы:



  1. Определить величину плотности теплового потока, падающего на личный состав, находящийся на расстоянии R от центра розлива:



  1. Определить время работы личного состава в зоне интенсивного теплового излучения:



Содержание отчета по выполнению расчетно-графического задания №3

  1. Формулировка задания с численными значениями переменных, соответствующих своему варианту.

  2. Пооперационное выполнение расчетно-графического задания, включающее:

  • объяснение выполняемой операции;

  • вывод расчетного уравнения;

  • проведение необходимых вычислительных операций;

  • операции с единицами измерения;

  • ответ в виде числа и единицы измерения.

Результаты расчета оформляются в виде итоговой таблицы № 3.4.

 Для самопроверки правильности выполнения задания №3 рекомендуется воспользоваться программным комплексом QTESTER6, опция "Безопасное время работы л/с".



Задание №4. Определение толщины защитной гильзы
По стальному паропроводу с внутренним диаметром D1 (мм) и толщиной стенки δ1 (мм) двигается перегретый водяной пар с температурой tf1 (oC). Температура окружающего воздуха равна tf2 (oC).

Определить необходимую толщину защитной гильзы, считая значение температуры на наружной поверхности tw3 (oC) предельным, при возможном контакте гильзы с горючим материалом, а также ошибку приближения при числе циклов приближений не менее трех.


Таблица 4.1 Исходные данные для расчета

Материал защитной гильзы

Асбоцементные скорлупы

Таблица 4.2 Исходные данные для расчета

[°С] 70

[°С] 18

Таблица 4.3 Исходные данные для расчета

D1 (мм) 76

δ1 (мм) 4,0

tf (oC) 175

Таблица 4.4. Результаты расчета толщины защитной гильзы

Вычисленные параметры

Обозна-чения

Единицы измерения

Приближения

1

2

3

Критерий Грасгофа для воздуха

Grm













Критерий Релея для воздуха

Ram













Критерий Нуссельта для воздуха

Num













Коэффициент теплообмена гильза-воздух

αk

Вт/м2 oC










Тепловые потери паропровода

ql

Вт/м










Наружный диаметр гильзы

D3

мм










Толщина стенки гильзы

δ2

мм










Ошибка приближения

Δ

%











Рекомендации по выполнению расчетно-графического задания №4

  1. Выписать численные значения исходных параметров своего варианта и перевести эти значения, если требуется, в единицы Системы Интернациональной.

  2. Определить температуру пограничного слоя воздуха у наружной поверхности защитной гильзы:



  1. Определить теплофизические параметры воздуха, находящегося в пограничном слое:

    • коэффициент теплопроводности воздуха λm (Вт/м oC);

    • кинематическая вязкость воздуха νm 2 /c);

    • число Прандтля для воздуха Pr.

  2. Определить коэффициент объемного расширения воздуха, находящегося в пограничном слое:



  1. Определить внутренний диаметр защитной гильзы:



  1. Задать значение наружного диаметра защитной гильзы.

Для первого приближения:

  1. Определить толщину боковой стенки защитной гильзы в первом приближении:



  1. Определить величину числа Грасгофа для свободной конвекции воздуха около наружной поверхности защитной гильзы:



  1. Определить величину числа Релея для воздуха в пограничном слое:



  1. По величине числа Релея определить постоянные С и n для критериального уравнения:



Ram

C

n

<0,0001

0,5

0

0,0001÷500

1,18

0,125

500÷2·107

0,54

0,25

>2·107

0,135

0,333

  1. Определить величину числа Нуссельта для свободной конвекции в большом объеме:



  1. Определить величину коэффициента конвективного теплообмена между наружной поверхностью защитной гильзы и воздухом:



  1. Определить величину тепловых потерь с 1 погонного метра паропровода, защищенного гильзой в первом приближении:



  1. Определить среднюю температуру прогрева материала защитной гильзы, считая температуру на ее обогреваемой поверхности близкой к температуре пара, а распределение температур по толщине гильзы - линейным:



  1. Определить теплофизические параметры материала гильзы: коэффициент теплопроводности материала гильзы при температуре 0 oC λ(Вт/м oC); температурный коэффициент теплопроводности материала гильзы βб (Вт/м oC2) .

  2. Определить коэффициент теплопроводности материала защитной гильзы:



  1. Определить наружный диаметр защитной гильзы во втором приближении, считая температуру на обогреваемой поверхности гильзы близкой к температуре пара:



  1. Определить толщину боковой стенки защитной гильзы во втором приближении:



  1. Определить ошибку второго приближения:



  1. Повторяя операции по п.п. 6÷19 определить наружный диаметр защитной гильзы в третьем и четвертом приближении, результаты вычислений оформить в виде таблицы 4.4.

Содержание отчета по выполнению расчетно-графического задания №4

  1. Формулировка задания с численными значениями переменных, соответствующих своему варианту.

  2. Пооперационное выполнение расчетно-графического задания, включающее:

  • объяснение выполняемой операции;

  • вывод расчетного уравнения;

  • проведение необходимых вычислительных операций;

  • операции с единицами измерения;

  • ответ в виде числа и единицы измерения.

Результаты расчета оформляются в виде итоговой таблицы № 4.4.

 

Для самопроверки правильности выполнения задания №4 рекомендуется воспользоваться программным комплексом QTESTER6, опция "Толщина защитной гильзы".