газовоздушная смесь что это такое
Газовоздушные смеси
Газовоздушные смеси (ГВС) образуются на ряде производств в нормальных или аварийных условиях и могут стать источником очень мощных взрывов. Наиболее опасны взрывы смесей с воздухом углеводородных газов (метана, пропана, бутилена, бутана, этилена и др.), а также паров воспламеняющихся жидкостей.
Взрывы ГВС могут происходить во внутренних полостях оборудования и трубопроводов, в помещениях (зданиях) в результате утечки газа, в емкостях для хранения и транспортировки взрыво- и пожароопасных веществ (резервуарах, газгольдерах, цистернах, грузовых отсеках танкеров) или на открытом пространстве при разрушении газопроводов, разливе и испарении жидкостей. Взрывы горючих газов с воздухом с тяжелыми последствиями происходят на шахтах.
Вероятность взрыва ГВС и его опасность определяются:
-пределами взрывной концентрации паров жидкостей и газов (при которых может возникнуть детонация) в процентах к объему ГВС, например, пропан 3-7%; пропилен 3.5-8.5%; этан 4.0-9.2%;
-температурой самовоспламенения ( ацетон 610°С, бензин 150°С, этиловый спирт 465°С);
-минимальной энергией зажигания или эквивалентом критической энергии электрической искры, необходимой для инициирования детонации.
Вероятность взрыва ГВС зависит от целого ряда обстоятельств. Статистика показывает, что при авариях с образованием облака ГВС на открытом пространстве, случаи взрыва, случаи возникновения только горения (пожаров) и случаи отсутствия воспламенения равновероятны.
Воспламенение облака ГВС происходит при наличии источника зажигания. Первоначально скорость распространения пламени относительно не велика и составляет для большинства углеводородных газов 0.32-0.40 м/с. При столь малых скоростях горения образования взрывной волны не происходит. Однако в реальных условиях на процесс горения оказывают влияние множество факторов, вызывающих турбулизацию фронта пламени и ускорение его распространения.
При больших объемах горючих газовых смесей, наличии источников турбулизации фронта пламени и отражении детонационной волны от препятствий давление за очень короткий промежуток времени (
Газовоздушные смеси
Газовоздушные смеси (ГВС) образуются на ряде производств в нормальных или аварийных условиях и могут стать источником очень мощных взрывов. Наиболее опасны взрывы смесей с воздухом углеводородных газов (метана, пропана, бутилена, бутана, этилена и др.), а также паров воспламеняющихся жидкостей.
Взрывы ГВС могут происходить во внутренних полостях оборудования и трубопроводов, в помещениях (зданиях) в результате утечки газа, в емкостях для хранения и транспортировки взрыво- и пожароопасных веществ (резервуарах, газгольдерах, цистернах, грузовых отсеках танкеров) или на открытом пространстве при разрушении газопроводов, разливе и испарении жидкостей. Взрывы горючих газов с воздухом с тяжелыми последствиями происходят на шахтах.
Вероятность взрыва ГВС и его опасность определяются:
-пределами взрывной концентрации паров жидкостей и газов (при которых может возникнуть детонация) в процентах к объему ГВС, например, пропан 3-7%; пропилен 3.5-8.5%; этан 4.0-9.2%;
-температурой самовоспламенения ( ацетон 610°С, бензин 150°С, этиловый спирт 465°С);
-минимальной энергией зажигания или эквивалентом критической энергии электрической искры, необходимой для инициирования детонации.
Вероятность взрыва ГВС зависит от целого ряда обстоятельств. Статистика показывает, что при авариях с образованием облака ГВС на открытом пространстве, случаи взрыва, случаи возникновения только горения (пожаров) и случаи отсутствия воспламенения равновероятны.
Воспламенение облака ГВС происходит при наличии источника зажигания. Первоначально скорость распространения пламени относительно не велика и составляет для большинства углеводородных газов 0.32-0.40 м/с. При столь малых скоростях горения образования взрывной волны не происходит. Однако в реальных условиях на процесс горения оказывают влияние множество факторов, вызывающих турбулизацию фронта пламени и ускорение его распространения.
При больших объемах горючих газовых смесей, наличии источников турбулизации фронта пламени и отражении детонационной волны от препятствий давление за очень короткий промежуток времени (
мс) достигает высоких значений (
Дата добавления: 2015-04-05 ; просмотров: 18 ; Нарушение авторских прав
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Газовоздушная смесь
Газовоздушные смеси могут воспламеняться ( взрываться) только в том случае, если содержание газа в смеси находится в определенных ( для каждого газа) пределах. В связи с этим различают нижний и верхний концентрационные пределы воспламеняемости. Эти же пределы соответствуют и условиям взрывае-мости газовоздушных смесей. [1]
Газовоздушная смесь распространилась по квартире и, достигнув места, где работала включенная в сеть радиола, взорвалась, вызвав разрушения й пожар. Осмотром баллона после взрыва установлено, что сварной шов выполнен со смещением До 5 мм стыкуемых кромок, в некоторых местах наплавленный металл почти полностью не был сплавлен с основным металлом. [4]
Газовоздушная смесь сгорает в цилиндре двигателя более полно, чем бензиновоздушная, и при этом об азует-ся меньше вредных веществ, в частности оксида углерода. [5]
Газовоздушная смесь и охлаждающая вода нагнетаются на забой по самостоятельным, концентрически установленным трубам в колонне. [8]
Газовоздушная смесь и охлаждающая вода нагнетаются на забой по самостоятельным трубам, установленным в колонне. [9]
Газовоздушная смесь очищается от механических примесей и капель жидкости в отстойнике 3, освобождается от сероводорода в емкости со щелочью 5 и поступает на чувствительный элемент 6 термохимического газоанализатора. [10]
Газовоздушная смесь тщательно перемешивается в лопастном смесителе 11 и принудительно направляется в генератор 12 ( на схеме показаны четыре генератора), представляющий собой шахтную ретортную электропечь. [12]
Газовоздушная смесь очищается от механических примесей и капель жидкости в отстойнике 3 и поступает на чувствительный элемент 6 газоанализатора. [14]
Газовоздушная смесь может быть доведена до концентрации ниже границы взрываемости при условии смешения этой смеси со значительными объемами азота, двуокиси углерода или водяного пара. [15]
Условия воспламенения и сгорания газового топлива
Горение газообразного топлива представляет собой сочетание следующих физических и химических процессов: смешение горючего газа с воздухом, подогрев смеси, термическое разложение горючих компонентов, воспламенение и химическое соединение горючих элементов с кислородом воздуха.
Устойчивое горение газовоздушной смеси возможно при непрерывном подводе к фронту горения необходимых количеств горючего газа и воздуха, их тщательном перемешивании и нагреве до температуры воспламенения или самовоспламенения (табл. 5).
Воспламенение газовоздушной смеси может быть осуществлено:
Для начала реакции горения газообразного топлива следует затратить определенное количество энергии, необходимой для разрыва молекулярных связей и создания новых.
Химическая формула сгорания газового топлива с указанием всего механизма реакции, связанного с возникновением и исчезновением большого количества свободных атомов, радикалов и других активных частиц, сложна. Поэтому для упрощения пользуются уравнениями, выражающими начальное и конечное состояния реакций горения газа.
Если углеводородные газы обозначить СmНn, то уравнение химической реакции горения этих газов в кислороде примет вид
В соответствии с формулой выводятся уравнения горения газов:
В практических условиях сжигания газа кислород берется не в чистом виде, а входит в состав воздуха. Так как воздух состоит по объему на 79 % из азота и на 21 % из кислорода, то на каждый объем кислорода требуется 100: 21 = 4,76 объема воздуха или 79: 21 = = 3,76 объема азота. Тогда реакцию горения метана в воздухе можно записать следующим образом:
Из уравнения видно, что для сжигания 1 м 3 метана требуется 1 м 3 кислорода и 7,52 м 3 азота или 2 + 7,52 = 9,52 м 3 воздуха.
В результате сгорания 1 м 3 метана получается 1 м 3 диоксида углерода, 2 м 3 водяных паров и 7,52 м 3 азота. В таблице ниже приведены эти данные для наиболее распространенных горючих газов.
Для процесса горения газовоздушной смеси необходимо, чтобы количество газа и воздуха в газовоздушной смеси было в определенных пределах. Эти пределы называются пределами воспламеняемости или пределами взрываемости. Различают нижний и верхний пределы воспламеняемости. Минимальное содержание газа в газовоздушной смеси, выраженное в объемных процентах, при котором происходит воспламенение, называется нижним пределом воспламеняемости. Максимальное содержание газа в газовоздушной смеси, выше которого смесь не воспламеняется без подвода дополнительной теплоты, называется верхним пределом воспламеняемости.
Взрыв газа. Как он происходит и что делать в случае опасности?
Начнем мы издалека – со школьного курса физики. И первым делом вспомним, что собственная скорость молекул любого газа весьма велика. В зависимости от температуры, плотности и атомной массы она может колебаться от примерно пятисот метров до почти двух километров в секунду.
Много ли это? Что ж, давайте подсчитаем. Если достаточно обычную скорость ветра 10 м/сек перевести в километры, мы получим примерно 36 км/ч. Такой ветер в теплую летнюю погоду будет просто манной небесной, но вот зимой уже заставит нас поежиться. Однако, как говорится, все в пределах нормы.
А вот ветер скоростью 50 м/сек означает уже ураган скоростью 180 км/ч. Причем ураган очень сильный – если тропические ураганы бывают и посильнее, то вот для российских дальневосточных пределов это уже почти рекордная отметка. Сам я был свидетелем ветра 40 м/сек, и нужно отметить, что просто ходить при таких порывах – занятие тяжелейшее и почти героическое.
Тропические ураганы, как уже было сказано, иногда достигают скорости и в 250 км/ч, а в редких случаях даже 300 км/ч. Это примерно 80-90 метров в секунду. Такого напора, как правило, не выдерживают ни деревья, не большинство построек (кроме капитальных, из кирпича, цемента и т. п. материалов).
А тут автор говорит о скорости молекул газа в 500 метров в секунду и выше. Это какое-то безумие?
Нет. Это суровая реальность. Просто нужно помнить о том, что обычно молекулы газа хаотически двигаются, сталкиваясь друг с другом. В большинстве случаев их путь между столкновениями исчисляется долями миллиметра, а самое главное – они не двигаются упорядоченно, единым фронтом, и действуют на любой предмет или препятствие равномерно со всех направлений.
Ситуация немного меняется при возникновении ветра. За счет различных факторов (неравномерный прогрев земной поверхности, свет/тень, крупные препятствия и т.д.) воздух начинает относительно медленно перетекать из зон более высокого давления в разреженные зоны. В глобальных масштабах мы становимся свидетелями циклонических явлений, высотного воздушного переноса и т.п событий. Как правило, причина у них та же: солнечная активность, неравномерность прогрева земной поверхности, только добавляются ещё специфические моменты вроде силы Кориолиса.
Как это связано с взрывом газовоздушной смеси? Прямо! Именно об этом мы сейчас и поговорим.
При взрыве любой газовоздушной смеси (а правильнее будет говорить, при её выгорании) кислород воздуха оказывается связан с топливом (это может быть как бытовой газ, так и специфические вещества вроде окиси этилена или диметилацетилена, используемые в вакуумных бомбах). Поскольку содержание кислорода в земном воздухе (по объему, не путать с содержанием по массе) достигает примерно 21%, почти мгновенно в загазованном объеме образуется соответствующее разряжение воздуха.
Нет, речь не идет о полном вакууме, конечно. Давление в зоне выгорания падает меньше чем на треть. Но это происходит почти мгновенно, за сотые доли секунды. И этого достаточно, чтобы окружающий воздух упорядоченной (подчеркну это слово) волной устремился к эпицентру разреженной области. К сожалению, мне не удалось найти цифр о скорости «схлопывания» разреженного «пузыря». Но можно с уверенностью предположить, что скорость молекул схлопывающегося газа достигает сотен метров в секунду, и всего на мгновение в центре выгоревшего объема возникают силы, мощность которых в разы превышает мощность самого сильного земного урагана (с поправкой на объем, конечно).
Но и это ещё не все. После «схлопывания» воздух в эпицентре становится уже слишком плотным. Возникает самая обычная «отдача», и разогнанные воздушные массы устремляются обратно, уже прочь от эпицентра. Возникает обычная взрывная волна, но её мощность может существенно превосходить мощность взрывной волны при нормальном взрыве, поскольку и объем задействованного в процессе взрыва воздуха, и полученная буквально «из ничего» энергия в разы, а иногда и в десятки раз, могут превосходить аналогичные показатели химического взрыва той же начальной энергетической мощности.
Именно так и получается, что несколько литров (максимум) растворившегося в воздухе газа приводят к взрыву, эквивалентному по меньшей мере взрыву десятка килограммов тротила или другого взрывчатого вещества.
А раз так, то, наверное, не следует удивляться таким серьезным разрушениям на месте внешне достаточно безобидного явления. Ну, подумаешь, «газ вспыхнул». Увы, эта «вспышка» действительно может привести в большой беде и разрушениям, и забывать об этом ни в коем случае не стоит.
Как действовать в случае опасности?
Если так случилось, и вы оказались в сильно загазованном помещении, самое лучшее, что вы можете сделать – немедленно его покинуть и сообщить об этом в специальные службы. Причем вы можете не знать телефон именно газовой службы – звоните в МЧС, пожарным, полиции, они в любом случае моментально поставят в известность нужных специалистов.
Важно! Ни в коем случае не включайте в помещении свет! Искра, даже микроскопическая, возникшая в проводке или непосредственно на контактах лампочки, может стать причиной детонации. Даже если в помещении уже горит свет, все равно не притрагивайтесь ни к каким выключателям – искра чаще всего возникает именно при включении электроприбора, а давно включенная лампочка может спокойно гореть и не приводить к взрыву.
К сожалению, возможна ситуация, при которой человек не может сразу покинуть помещение. Например, если он вернулся в свою квартиру, чувствует сильный запах газа и знает, что в квартире находится кто-то из его близких. В таком случае помните – ваше пребывание в помещении должно быть как можно более скоротечным! Риск потерять сознание от удушья весьма высок, а без сознания вы никому помочь не сможете.
В таком случае широко распахните дверь. Постарайтесь набрать полную грудь воздуха за пределами помещения (в подъезде, на лестничной площадке). Задержав дыхание, не закрывая двери (!), пройдите в квартиру и первым делом постарайтесь открыть окно. Любой сквозняк в помещении буквально за считанные минуты понизит риск взрыва до минимума!
Обнаружив потерпевшего, не теряйте времени – взять на руки и как можно быстрее вынести из квартиры. Если на улице очень холодно, можете захватить одеяло или взять в прихожей какую-то теплую вещь. Если потерпевших несколько, спустите первого на улицу, отдышитесь, сообщите в полицию/МЧС и только после этого отправляйтесь за следующим.
В случае, если сильный запах газа чувствуется в подъезде, нужно распахнуть двери и постараться создать максимально активный ток воздуха. Если вы все-таки вынуждены зайти в подъезд (а вообще-то, делать этого не следует), постарайтесь разбивать стекла на окнах подъезда, чтобы создать как можно более сильную тягу воздуха.
Также следует помнить, что специалисты не рекомендуют пользоваться в загазованном помещении даже мобильными телефонами и электрическими фонариками. Вызывать помощь лучше за пределами загазованной квартиры, а оптимально уже на улице.
Утечка бытового газа – происшествие чрезвычайно опасное. Но все-таки следует помнить, что далеко не всегда она заканчивается катастрофой. В России ежегодно происходят сотни инцидентов с бытовым газом. Чаще всего это взрывы газовых баллонов, утечки в частных домах, оборудованных газовыми котлами, нередки и случаи утечек в многоквартирных домах. Серьёзную проблему представляют жертвы несчастной любви, которым кто-то рассказал, что, открыв газ на кухне, можно сравнительно легко расстаться с жизнью. Жизнь окружающих, поставленная под угрозу, таких страдальцев редко интересует.
И все-таки в большинстве случаев инциденты с утечкой газа заканчиваются без человеческих жертв. Поэтому не стоит впадать в панику и чувствовать обреченность, учуяв запах газа в помещении: как правило, в большинстве случаев положение спасает простой вызов помощи и соблюдение самых простых рекомендаций.
И все-таки государство просто обязано заняться вопросом газовой безопасности. Сейчас, в эру стопроцентного покрытия городов и даже крупных сел интернетом, кажется не такой уж сложной задачей разработка соответствующих приборов, сигнализирующих о повышенном содержании газа. Наверняка можно и научиться отключать тот или иной дом от газоснабжения по первому же сигналу о загазованности, не дожидаясь приезда на место группы технических специалистов.
А то на очередную «трубу в обход» деньги мы находим, и даже особо не затрудняемся. А вот обеспечить безопасность сотен и тысяч россиян – «дорого».
Да просто запретите «Газпрому» заключать новые контракты на экспорт газа, пока в стране не будет решена проблема безопасности газовых коммуникаций. Просто запретите!
И вы даже не представляете, как быстро будет решен этот вопрос.
Ну а пока: Магнитогорск против «Северного потока 2». И мы знаем, что победит…