- минимальной энергией зажигания ( W_min );

- максимальным давлением взрыва ( P_max );

- температурой самовоспламенения ( t _св );

- минимальным взрывоопасным содержанием кислорода (МВСК).

- скоростью нарастания давления при взрыве

В данном случае для пшеничной муки высшего сорта эти показатели следующие:

НКПР, г · м-3	28,8		Wmin , МДж	50		tсв , ºС	380
Pmax , кПа	650		, кПа · с-1	13 000		МВСК, % по объему	11,0

Горение взрывоопасной смеси при ее воспламенении может протекать в различных режимах, зависящих от ряда факторов (вспышка, хлопок, локальный и развитый одиночный взрыв). Причины их возникновения непосредственно связаны с образованием в условиях производства взрывоопасных смесей и появлением источников зажигания.

Большая часть производственного оборудования, сооружений и помещений элеваторов и мукомольных заводов связана между собой технологическими и транспортными коммуникациями, аспирационными, вентиляционными и воздушными отопительными сетями, переходными галереями, тоннелями, лестничными клетками, шахтами, технологическими проемами и т.д. Поэтому отдельная вспышка взрывоопасной смеси, локальный одиночный взрыв могут развиться в серию последовательных мощных пылевоздушных взрывов, распространяющихся по производственному оборудованию, сооружениям и помещениям всего предприятия. Условия развития и распространения взрывов усугубляется тем, что многие технологические и транспортные магистрали и коммуникации представляют собой каналы и трубопроводы, заполненные в различной степени мелкодисперсным продуктом. В сооружениях, галереях, тоннелях, шахтах и производственных помещениях скапливаются отложения, россыпи пыли или завалы мелкодисперсных материалов. При появлении внешних возмущений (направленных газовоздушных потоков, ударных волн, вибраций и сотрясений) значительное количество этих мелкодисперсных продуктов переходит в аэровзвесь и воспламеняется горящей смесью или раскаленными газами первичного и следующих за ним взрывов.

На элеваторах и мукомольных заводах наиболее вероятными вариантами (рисунок Приложения 1) развития взрывов являются 1-2-3-4, 5-6-7-4, 13-14-15-4, 5-6-8-9. Менее вероятны варианты 5-6-10-11, 13-14-16-9. При этом не исключено возможное ограничение развития взрывов по указанным вариантам на стадии первичных (2, 6, 14) или вторичных (3, 10, 16) взрывов. Анализ аварий, связанных с пылевоздушными взрывами, показывает, что в большинстве случаев место возникновения первоначального взрыва или вспышки – технологическое, транспортное или аспирационное оборудование, а также силосы и оперативные бункера. Только в нескольких случаях первоначальная вспышка возникла непосредственно в производственном помещении [1, с. 41-44]

1.3. Расчет критериев пожарной опасности при сгорании взрывоопасной пыли

Методика расчета критериев пожарной опасности при сгорании взрывоопасной пыли определена в ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [4], а также НПБ 107-97 «Определение категорий наружных установок по пожарной опасности» [6].

1.3.1. Расчет избыточного давления при сгорании пылевоздушной смеси в помещении

Одним из поражающих факторов является избыточное давление, служащее количественным критерием категории опасности.

Избыточное давление при сгорании пылевоздушной смеси Dp , кПа, рассчитывается по формуле:

(1.1)

где

m - расчетная масса взвешенной в объеме помещения горючей пыли, образовавшейся в результате аварийной ситуации, кг ;

Н_т – теплота сгорания истекающего вещества, Дж/кг ;

Р₀ – начальное атмосферное давление, кПа ;

Z – доля участия взвешенной горючей пыли при сгорании пылевоздушной смеси (0,5 при газе и пыли; 0,3 при парах жидкости; 1 при водороде);

V _п – свободный объем помещения, который принимается как 80 % от геометрического объема помещения, м³ ;

r _в – плотность воздуха до сгорания пылевоздушной смеси при начальной температуре Т_о , кг/м³ ;

С_в – теплоемкость воздуха, ;

Т₀ – начальная температура воздуха в помещении, К;

К_н – коэффициент учитывающий негерметичность помещения (принимается равным 3);

К пылям, способным образовывать горючие пылевоздушные смеси, относят дисперсные материалы, характеризующиеся наличием показателей пожарной опасности: нижним концентрационным пределом распространения пламени, максимальным давлением, развиваемым при сгорании пылевоздушной смеси (более 50 кПа), и скоростью его нарастания, минимальным пожароопасным содержанием кислорода (менее 21 %).

Определим значения приведенных составляющих формулы (1.1) для определения избыточного давления:

а) атмосферное давление Р₀ = 101 кПа ;

б) коэффициент участия горючего вещества во взрыве Z = 0,5 (при газе и пыли при отсутствии возможности получения сведений для расчета);

в) свободный объем помещения V _п = 0,8 * 45 * 120 * 7 = 30 240 м³ ;

г) плотность воздуха r _в = 1,2 кг/м³ ;

д) теплоемкость воздуха С_в = 1010 Дж/(кг*К) ;