Методические указания для проведения расчета по заданию 1

Найти время, за которое при температуре 25°C в лаборатории объемом 90 м³, где случайная утечка бензола образовала пятно площадью 0,1 м² будет достигнута предельно допустимая концентрация (ПДК), средне смертельная концентрация и нижняя граница пожароопасности (НГП).

Для решения задания необходимы такие дополнительные данные:

- предельно допустимая концентрация бензола – 5 мг/м³;

- плотность бензола – 0,8 г/см³ = 800 мг/м³;

- средне смертельная концентрация – 3800 мг/м³ в течение 4 часов;

- нижняя граница пожароопасности – 1,2 % об.;

- скорость испарения при температуре 25°C и при скорости ветра 0,25 м/с – 436 мг/м²с;

- летучесть – 320000 мг/м³.

Оценивая опасность отравления, принимают во внимание летучесть вещества. Она свидетельствует о максимальной концентрации вещества, которая достигается вследствие его испарения при заданной температуре. Если летучесть ниже, чем ПДК вещества, то отравление невозможно. Летучесть бензола превышает ПДК И ССК, поэтому возникает опасность отравления.

Рабочей формулой для расчета времени достижения соответственных концентраций является равнение:

, (1)

 

где V – объем помещения, м³; C – концентрация вещества в воздухе, мг/м³; S – площадь пятна жидкости, м²; u – скорость испарения жидкости, мг/м²с; t – время испарения, с.

Из формулы 1 время t будет равняться:

, (2)

Для предельно допустимой концентрации в рабочей зоне находим непосредственно:

с.

Аналогично находим время достижения средне смертельной концентрации:

78440 с = 21,79 часов

Чтобы определить время достижения нижней границы пожароопасности от объемных процентов в нижней границе пожароопасности перейти к массово-объемной концентрации. По определению объемно-массовой концентрации определяем, что

, (3)

где m – масса вещества, мг; V – объем смеси, м³.

По закону Авогадро имеем:

, (4)

где M – молярная масса вещества, г/моль; ν – объем пара вещества, который занимает m мг вещества, а по нижней границе пожароопасности в % об. (НГП) находим:

 

(5)

Подставляем формулы 5 и 4 в формулу 3 и получаем:

мг/м³ (6)

 

Теперь 6 подставляем в формулу 2, получаем:

, (7)

 

часов

 

Если площадь образовавшегося пятна жидкости увеличить до 1 м², то время соответственно уменьшится в десять раз.

Важно знать какой объем разлитой жидкости приводит к установлению концентрации, которая соответствует нижней границе пожароопасности. Его оценивают по формуле:

, (8)

где m – масса испаренного вещества, ρ – плотность испаренного вещества.

Масса вещества, которая испарилась, равняется:

, (9)

Подставляем формулу 9 в формулу 8, получаем:

, (10)

 

см³ = 4,7 литров

 

Поэтому одним из методов безопасности во время работы с легковоспламеняющимися веществами является требование хранить в лаборатории только суточную норму жидкости, т.е. столько, сколько используется в течение рабочего дня.

 

Таблица 5

Варианты индивидуальных заданий

№ варианта	Объем лаборатории V, м3	Площадь пятна бензола S, м2	Скорость испарения U, мг/ (м2с)
		0,15
		0,12
		0,11
		0,10
		0,14
		0,17
		0,13
		0,12
		0,11
		0,24
		0,22
		0,23
		0,24
		0,27
		0,25
		0,21
		0,18
		0,19
		0,17
		0,21
		0,27
		0,15
		0,14
		0,18
		0,19
		0,14
		0,16
		0,17
		0,18
		0,27