Определить объем зоны взрывоопасных концентраций и при необходимости продолжительность образования ВОК во всем объеме производственного помещения при локальном повреждении аппарата с горючим газом (повреждение ликвидировано через 15 минут)

Массу выходящих наружу веществ при локальных повреждениях аппаратов mл определяют по формуле:
mл= α∙ f∙ ω ∙ρt ∙ τ
где α – коэффициент расхода, изменяющийся в пределах 0,45 – 0,85. При истечении через отверстие круглой формы в тонких стенках жидкостей, вязкость которых составляет (0,5 – 1,5) МПа·с, можно принимать α = 0,64;
f – сечение отверстия, черед которое вещество выходит наружу, м2 ;
ω – скорость истечения вещества из отверстия, м/с;
ρt –плотность вещества, кг/м3;
τ – длительность истечения, с
Определяем сечение отверстия в днище аппарата:
f=π∙dот24
где dот = 0,03 м – диаметр отверстия по условию задачи .
ρ = 1,36 кг/м3
f=3,14∙0,03 24=0,0007 м2
Определяем скорость истечения перегретых паров и газов через отверстие:
ωкр=2К+1Rtр+273
Определяем критическое давление:
Ркр= Рр2К+1КК-1
Ркр – критическое давление, определяемое по формуле:
где К – показатель адиабаты (таблица 2 приложение 1);
К – удельная газовая постоянная; R = 8314,31/М Дж/(кг·К).
Ркр= 4·105 21,32+11,321,32-1=2 ·105
ωкр=2∙1,321,32+18314,31/34,120+273=285,4 м/с
Находим рабочее избыточное давление в аппарате:
Рр.и =Рр - 1·105 = 5·105 - 1·105 =4·105 Па,
где Рр= 4·105 Па – абсолютное рабочее давление в аппарате по условию задачи
mл=0,65∙ 0,0007∙ 285,4 ∙1,36 ∙ 3600=635,8 кг
Вблизи дыхательных патрубков аппаратов и открытых поверхностей испарения пожароопасных жидкостей образуются местные зоны ВОК, объем которых оценивают по формуле:
Vвок=mφH* КБ
где Vвок – объем местной зоны ВОК, м3;
φ*H – нижний концентрационный предел распространения пламени, кг/м3;
КБ – коэффициент запаса надежности.
Определяем молярный объем пара при рабочих условиях по формуле:
V=22,413520+273273=24,06 м 3 /кмоль.
Находим нижний концентрационный предел распространения пламени:
φ*H=34,1∙0,043 24,06 =0,06 кг/м3
По приложению 1 находим для сероводорода φH = 0,043 об