СПОСОБ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1. Способ взрывозащиты технологического оборудования, заключающийся в том, что подбирают диаметр сбросного отверстия взрывозащитного устройства, содержащего фланцы и мембранный узел, состоящий из мембраны и пары зажимных колец, отличающийся тем, что сначала для определения требуемой площади проходного сечения взрывозащитного устройства выполняют следующее условие:
повышение давления в защищаемом объеме при горении среды должно быть полностью компенсировано снижением давления вследствие истечения газов через сбросное отверстие, т.е.
G=Fuρ(ε-1),
где F - поверхность фронта пламени, u - нормальная скорость распространения фронта пламени, ρ - плотность удаляемого газа, ε - степень расширения газов при сгорании, а затем определяют площадь проходного сечения устройств сброса давления взрыва по формулам:
γ/(γ-1)
для случая докритических режимов истечения, когда β>(2/(γ+1)
γ/(γ-1))
для случая надкритических режимов истечения, когда β≤2/(γ+1)
m
m
P
V
P
V
m
m
m
m
m
m
m
0
0
где α - коэффициент истечения сбросного отверстия, S - площадь проходного сечения сбросного отверстия, β=P'/P - максимальный относительный перепад давлений на сбросном отверстии, Р' - абсолютное давление в пространстве, в которое происходит истечение газов (если сброс газов осуществляется в атмосферу, то Р'=0,1 МПа), М - молекулярная масса газа, Т - абсолютная температура сбрасываемого газа, R - универсальная газовая постоянная, P - определяется прочностью защищаемого объекта и представляет собой максимальное давление, которое может быть допущено из условия прочности объекта, Р - абсолютное значение давления в защищаемом объеме, γ=C/C - показатель адиабаты, С и С - средние теплоемкости газов соответственно при постоянном давлении и постоянном объеме, индекс «о» обозначает начальные значения параметров, а при определении ρ считают, что через сбросное отверстие истекает холодный горючий газ, а не продукты сгорания, при этом площадь сбросного отверстия должна быть рассчитана таким образом, чтобы при самых неблагоприятных условиях давление в защищаемом объеме не превысило наперед заданной величины P, F - максимальная поверхность фронта пламени F=χF , F  - максимальная поверхность пламени, найденная геометрически в предположении в первом приближении, что от точки поджога пламя распространяется во все стороны с одинаковой скоростью и поэтому имеет сферическую форму, χ - коэффициент искривления фронта пламени, при этом принимают, что для сосудов цилиндрической формы с отношением длины к диаметру больше единицы величина F равна поверхности сферы, вписанной в цилиндрическую часть сосуда, и тогда расчетные формулы для определения площади сбросных отверстий в окончательном виде представляют следующим образом:
для докритического режима истечения
для надкритического режима истечения
3
2
4
3
2
4
2. Устройство для реализации способа взрывозащиты технологического оборудования, содержащее фланцы и мембранный узел, состоящий из мембраны и пары зажимных колец, отличающееся тем, что уплотнительные поверхности колец выполнены правильной геометрической формы и высокой чистоты обработки, а при сборке мембранного узла во фланцевом соединении кольца скрепляют одно с другим двумя диаметрально расположенными планками и винтами, причем одно из отверстий под винты в планке имеет продолговатую форму, при этом формы поверхностей колец, контактирующих с фланцами, полностью соответствуют форме уплотнительных поверхностей фланцев, а мембраны выполняют из тонколистового проката пластичных металлов, таких как алюминий, никель, нержавеющая сталь, латунь, медь, титан, монель, при этом параметры мембранного узла находятся в следующих оптимальных интервалах величин: а=D/d=1,01÷1,5, b=D/D=1,11÷1,3, где D - диаметр проходного сечения мембранного узла, равный внутреннему диаметру колец, контактирующих соответственно с фланцами и мембраной, D - наружный диаметр разрывной мембраны, D - внешний диаметр колец, контактирующих с фланцами, D - диаметр нижнего конуса верхнего кольца.