|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Приложение М. Метод расчета размера сливных отверстий(рекомендуемое)
Метод расчета размера сливных отверстий
М.1 Введение М.2 Расчет площади сливных отверстий
М.1 Введение
M.1.1 Настоящий метод устанавливает порядок расчета площади сливного отверстия в ограничивающем жидкость устройстве (поддоне, отсеке, огражденном бортиками участке цеха, производственной площадке и т.п.), при котором исключается перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами. М.1.2 В расчете учитывают поступление горючей жидкости в поддон из аппарата в момент его аварийного вскрытия, воды от установки пожаротушения и выгорание жидкости с поверхности поддона. М.1.3 В методике расчета приняты следующие предположения: - при возникновении аварийной ситуации герметичность стенок аппарата не нарушается; - разрушаются только патрубки, лежащие ниже уровня жидкости в аппарате, образуя сливные отверстия, равные диаметру патрубков; - вероятность одновременного разрушения двух патрубков мала; - давление паров над поверхностью жидкости в аппарате в процессе слива жидкости не меняется.
М.2 Расчет площади сливных отверстий
М.2.1 Для проведения расчета необходимо знать: - количество трубопроводов n, расположенных ниже уровня горючей жидкости в аппарате, и площадь их поперечного сечения сигма, м2; - площадь поперечного сечения аппарата F_а, м2; - высоту уровня жидкости над трубопроводами Н, м; - высоту борта поддона L, м; - интенсивность орошения водой, подаваемой из установок пожаротушения, площади поддона I, кг/(м2 х с); - скорость выгорания горючей жидкости W, кг/(м2 х с); - избыточное давление в аппарате над поверхностью жидкости р, Н/м2. Целью расчета является выбор площади поддона F_п, м2, и расчет площади сливного отверстия f, м2. М.2.2 По заданным исходным данным определить начальные расходы Q_i, м3/с, жидкости из аппарата через отверстия, равные сечению трубопроводов, расположенных на аппарате, по формуле
Q = фи сигма кв.корень 2 g H, (М.1) i i i
где фи = 0,65 - коэффициент истечения жидкости через отверстие; i сигма - площадь сечения i-го трубопровода; i g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2; Н - высота уровня жидкости над i-м трубопроводом. i М.2.3 По наибольшему из вычисленных начальных расходов Q_м выбрать площадь отверстия в аппарате сигма и высоту уровня жидкости над ним H_0. М.2.4 Из конструктивных соображений выбрать площадь поддона F_п, м2. М.2.5 Определить m
F H a 0 m = ───────, (М.2) F h п max
где h = 0,8 L - максимально допустимый уровень жидкости в поддоне. Max
М.2.6 Вычислить объем жидкости, поступающей в поддон в единицу времени от установки пожаротушения (с учетом выгорания горючей жидкости) Q_0, м3/с, по формуле
(I - W) F п Q = ──────────────, (M.3) 0 ро
где ро - плотность огнетушащей жидкости, кг/м3.
При отсутствии данных по скорости выгорания W следует положить равной нулю.
М.2.7 Если m < 1, то площадь сливного отверстия определить по формуле
Q f = ────────────────────────. (M.4) фи x кв.корень 2 g h max
М.2.8 При m >= 1 порядок расчета f следующий:
М.2.8.1 Определить напор, создаваемый сжатыми газами в аппарате
p H = ──────, (М.5) р ро g
где ро - плотность воды, кг/м3.
М.2.8.2 Вычислить значение параметра
F (H + H) Q H a 0 p 0 0 b = ln[кв.корень(──────────)(1 + ──── кв.корень(──────))], (M.6) F h Q H + H п max max 0 p
где Q - максимальный расход жидкости из аппарата, определяемый по max М.2.2.
М.2.8.3 По b с помощью таблицы М.1 необходимо найти а. Если данных таблицы M.1 для определения а недостаточно, то а определяют путем решения системы уравнений
┌ │ альфа │ b = ────────, ┤ th альфа (М.7) │ │ а = ch альфа. └
Таблица M.1 - Зависимость параметра а от b
┌──────┬────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┬─────────┬────────┐ │ а │ b │ а │ b │ а │ b │ а │ b │ ├──────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤ │0,000 │ 0,000 │ 0,990 │ 0,993 │ 3,107 │ 1,901 │ 14,999 │ 3,408 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,071 │ 0,106 │ 1,000 │ 1,000 │ 3,418 │ 1,987 │ 16,573 │ 3,506 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,170 │ 0,241 │ 1,045 │ 1,030 │ 3,762 │ 2,075 │ 18,313 │ 3,605 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,268 │ 0,361 │ 1,081 │ 1,053 │ 4,144 │ 2,164 │ 20,236 │ 3,705 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,362 │ 0,467 │ 1,185 │ 1,117 │ 4,568 │ 2,255 │ 22,362 │ 3,804 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,454 │ 0,560 │ 1,255 │ 1,158 │ 5,037 │ 2,347 │ 24,711 │ 3,903 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,540 │ 0,642 │ 1,337 │ 1,205 │ 5,557 │ 2,440 │ 27,308 │ 4,003 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,622 │ 0,714 │ 1,433 │ 1,256 │ 6,132 │ 2,534 │ 30,178 │ 4,102 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,697 │ 0,777 │ 1,543 │ 1,313 │ 6,769 │ 2,628 │ 33,351 │ 4,219 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,765 │ 0,831 │ 1,668 │ 1,374 │ 7,473 │ 2,725 │ 36,857 │ 4,302 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,853 │ 0,877 │ 1,810 │ 1,439 │ 8,253 │ 2,821 │ 40,732 │ 4,401 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,876 │ 0,915 │ 1,971 │ 1,509 │ 9,115 │ 2,918 │ 45,014 │ 4,501 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,921 │ 0,946 │ 2,151 │ 1,581 │ 10,068 │ 3,015 │ 54,978 │ 4,701 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,955 │ 0,970 │ 2,352 │ 1,657 │ 11,121 │ 3,113 │ 67,148 │ 4,901 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,980 │ 0,980 │ 2,575 │ 1,736 │ 12,287 │ 3,211 │ 74,210 │ 5,000 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │0,986 │ 0,986 │ 2,828 │ 1,817 │ 13,575 │ 3,309 │ │ │ └──────┴────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┴─────────┴────────┘
М.2.8.4 Рассчитать f, м3, по формуле
F п f = 2 a сигма кв.корень ────. (M.8) F a
М.2.9 Выбрать сечение отходящих от поддона трубопроводов f_т из условия f_т > f.
Пример Данные для расчета В производственном помещении вертикально установлен цилиндрический аппарат диаметром 1,5 м и заполнен толуолом. Аппарат имеет четыре патрубка. Сечения патрубков и высоты уровней жидкости над ними представлены в таблице М.2.
Таблица М.2
┌─────────┬───────────┬───────────┬──────────┬───────────┬──────────────┐ │ Номер │ H_i, м │сигма_i, м2│ Номер │ H_i, м │ сигма_i, м2 │ │патрубка │ │ │ патрубка │ │ │ ├─────────┼───────────┼───────────┼──────────┼───────────┼──────────────┤ │ 1 │ 1,0 │ 3,1 х │ 3 │ 4,0 │1,13 х 10(-2) │ │ │ │ 10(-3) │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 2 │ 2,5 │ 0,5 х │ 4 │ 6,0 │0,785 х 10(-2)│ │ │ │ 10(-3) │ │ │ │ └─────────┴───────────┴───────────┴──────────┴───────────┴──────────────┘
Нормативная интенсивность подачи воды от системы пожаротушения равна 0,5 кг/(м2 х с). Скорость выгорания толуола W = 3,47 х 10(-2) кг/(м2 х с). Давление в аппарате равно атмосферному. Предполагается под аппаратом установить поддон с высотой борта L = 0,3 м. Необходимо определить площадь поддона F_п и площадь сливного отверстия f. Расчет Определим начальные расходы жидкости через патрубки N_1 - N_4.
Q = фи сигма кв.корень(2 g H) = 1 1 1
-3 -3 = 0,65 x 3,1 x 10 кв.корень 2 x 9,81 x 1 = 8,93 x 10 м3/с;
-3 -3 Q = 0,65 x 0,5 x 10 кв.корень 2 x 9,81 x 2,5 = 2,28 х 10 м3/с;
-2 -2 Q = 0,65 x 1,13 x 10 кв.корень 2 x 9,81 x 4 = 6,5 x 10 м3/с;
-2 -2 Q = 0,65 x 0,785 x 10 кв.корень 2 x 9,81 x 10 =
-2 = 5,54 x 10 м3/с.
Максимальный расход жидкости осуществляется через патрубок N_3, поэтому для дальнейшего расчета принимаем
-2 -2 Q = 6,5 x 10 м3/c, сигма = 1,13 x 10 м2, H = 4 м. max 0
Рассчитаем площадь поперечного сечения аппарата
2 4 F = пи D /4 = пи 1,5 /4 = 1,77 м2, а
и, принимая сторону квадратного поддона большей на 1 м диаметра аппарата, найдем площадь поддона
F = (D + 1) = 6,25 м2. п
Определим m
F H a 0 1,77 x 4 m = ──────── = ──────────────── = 4,72. F h 6,25 х 0,8 x 0,3 п max
Так как m > 1, дальнейший расчет проводим по М.2.8. Вычислим с учетом скорости выгорания толуола объем воды, поступающий в поддон в единицу времени
(I - W) F п (0,5 - 0,0347)6,25 -3 Q = ────────── = ────────────────── = 2,9 x 10 м3/с. 0 ро 1000
Так как P = 0, то напор, создаваемый сжатыми газами над поверхностью жидкости Н_р = 0. Определим b:
F (H Q a 0 0 b = ln[кв.корень(──────────)(1 + ────)] = F h Q 0 max max
-3 1,77 х 4 2,9 х 10 = ln[кв.корень(────────────────)(1 + ──────────)] = 0,82. 6,25 х 0,8 х 0,3 -2 6,5 х 10
По таблице M.1 находим а = 0,75. Рассчитаем площадь сливного отверстия f:
F п -2 6,25 f = 2а сигма кв.корень(───) = 2 x 0,75 x 1,13 х 10 кв.корень(────) = F 1,77 a
-2 = 3,2 x 10 м2.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.016 сек.) |