Расчет огнепреградителя

Огнепреградители должны обеспечить безопасность эксплуатации аппаратов от проникновения источников зажигания, открытого огня.

Определим расчетом необходимый диаметр гасящего отверстия огнепреградителя

,

где: Р_е – число Пекле, равно 65-80;

d_{кр .} – критический диаметр гасящего отверстия огнепреградителя, м;

λ – коэффициент теплопроводности горючей смеси, Вт/м К;

R – газовая постоянная;

T – температура горючей смеси, К;

ω –нормальная скорость распространения пламени, м/с;

С_р– удельная теплоемкость горючей смеси, кДж/кг К;

Р – давление горючей смеси, Па.

Расчет проводим по пропано-воздушной смеси:

,

где: К – стехиометрическая концентрация пропана в смеси;

λ_г, λ_в – коэффициент теплопроводности пропана и воздуха, Вт/м.

Концентрация пропана в стехиометрической смеси пропан-воздух определим из уравнения реакции горения его в воздухе:

C₃H₈ + 5O₂ + 5 3,76 N₂ = 3CO₂ + 4H₂O + 5 3,76 N₂,

следовательно:

объемные доли

λ_г=0,019 Вт(м К)^-1

λ_в=0,0244 Вт(м К)^-1

С_р.г.=1,667 кДж(кг К)^-1

С_р.в.=1,004 кДж(кг К)^-1

λ=0,04·0,019+(1–0,04)·0,0244=0,0242 Вм(м·К)^-1

Определим удельную теплоемкость горючей смеси:

С_р=К·С_р.г.+(1-К)·С_р.в.

С_р=0,04·1,667+(1-0,04)·1,004=1,02 кДж(кг·К)^-1

Нормальная скорость горения пропана 0,41 м/с:

Определим диаметр гасящего канала огнепреградителя:

d=0.5·d_кр=0,5·1,2=0,6мм

Тогда диаметр зерен гравия будет равен:

d_гр=4d

d_гр=4·0,6=2,4мм

Высоту насадки гравия принимаем 80 мм.

Определенный расчетом тип огнепреградителя предполагается установить на линиях стравливания газовоздушных смесей из аппаратов.