Как рассчитать давление взрыва кислородного баллона

Задача 2

Произошел физический взрыв баллона с кислородом. Рассчитать энергию взрыва баллона, тротиловый эквивалент, избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 5 м от эпицентра взрыва и скоростной напор воздуха (№ варианта см. табл. 2, прил. 1).

Определим энергию взрыва баллона, кДж,

где Р – давление в сосуде перед разрушением (определяется при испытаниях), принимаем согласно табл. 4, прил. 2;

— атмосферное давление, =101 кПа;

V – объем баллона (табл. 4, прил. 2), ;

— показатель адиабаты (табл. 4, прил. 2).

Определим тротиловый эквивалент, кг,

Найдем избыточное давление во фронте ударной волны, кПа,

где R – расстояние от эпицентра взрыва, R=5 м.

Для свободно распространяющейся в атмосфере ударной волны воздушного взрыва:

4. Найдем скоростной напор воздуха, кПа,

При взрыве баллона с кислородом объект окажется в зоне воздействия ударной волны с избыточным давлением 22,19 кПа. В соответствии с табл. 2,3 (прил. 2) сделаем оценку степени разрушения объекта и степени тяжести поражения людей.

Объект находится в области среднего разрушения. Ущерб от аварии 30-60%. Тяжесть поражения людей – травмы средней тяжести (10-12% из числа пораженных нуждаются в медицинской помощи).

Задача 3

В результате аварии на объекте разрушилась не обвалованная емкость, содержащая 25 т хлора. Промышленный объект расположен в 300 м от места аварии. Местность открытая. Численность работающих на промышленном объекте 152 чел., противогазами не обеспечены. Метеоусловия: ясный день, ветер восточный 2 м/с. Оценить химическую обстановку и наметить меры по защите персонала объекта (№ варианта см. табл. 3, прил. 1).

Определим степень вертикальной устойчивости воздуха по табл. 5, (прил. 2) – конвекция.

Определим глубину распространения зараженного воздуха с поражающей концентрацией, км,

где 1,96 – глубина распространения зараженного воздуха при скорости ветра 1 м/с (табл. 7,8, прил. 2);

0,7 – поправочный коэффициент на ветер при конвекции (табл. 6, прил. 2).

Для обвалованных емкостей глубина распространения облака зараженного воздуха уменьшается в 1,5 раза.

Найдем ширину зоны химического заражения, км,

Ширина зоны химического заражения определяется так: — при инверсии;— при изотермии;— при конвекции.

Площадь зоны химического заражения, км 2 ,

Определим время подхода зараженного облака к промышленному объекту, мин,

где R – расстояние от места разлива АХОВ до данного объекта, м;

W – средняя скорость переноса облака воздушным потоком, м/с (табл. 9, прил. 2).

Вычислим время поражающего действия АХОВ, час,

где 1,3 – время испарения АХОВ (ч) при скорости ветра 1 м/с (табл. 10, прил. 2);

0,7 – поправочный коэффициент на скорость ветра (табл. 6, прил. 2).

Определим площадь разлива АХОВ, м 2 ,

где В – объем разлившейся жидкости, т;

0,05 – толщина слоя, м.

Найдем возможные потери людей в очаге химического заражения (табл. 11, прил. 2).

В соответствии с примечанием табл. 11 структура потерь рабочих и служащих на объекте будет:

со смертельным исходом —

средней и тяжелой степени —

легкой степени —

Всего со смертельным исходом и потерявших работоспособность 103 человека. Результаты расчетов сводим в табл. 1.

Определение вероятных параметров ударной волны при взрыве газовоздушной смеси вне здания, сооружения

При взрыве газовоздушной смеси выделяют зону детонационной волны с радиусом R1 и зону ударной волны. Определяются также: радиус зоны смертельного поражения людей (R_спл ), радиус безопасного удаления R_бу, где ; — расстояние от центра взрыва до элемента предприятия в зоне ударной волны.

Давление во фронте ударной волны в зоне ударной волны определяются по таблиц.

Давление во фронте ударной волны

Значение от центра взрыва в долях

Рис. 5.1 Определение вероятных параметров ударной волны при взрыве газовоздушной смеси вне здания, сооружения

Избыточное давление в зоне детонационной волны .

Радиус зоны детонационной волны определяется по уравнению:

где Q — количество газа в тоннах.

Радиус зоны смертельного поражения людей определяется по формуле:

Рассмотрим взрыв кислородного балона.

Радиус безопасного удаления найдем по формуле:

R _БУ =?Р_Ф · R ₁ , (5.3)

где ?Р_Ф =5 кПа ;

Взрывы кислородных баллонов сопровождаются сильными разрушениями. Попавшее в баллон масло (жир) быстро окисляется сжатым кислородом; этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепла. В результате резкого повышения температуры масло вспыхивает, а кислород поддерживает и усиливает горение. Поскольку при этом в баллоне повышается давление, то может произойти окисление его стенки и взрыв. Большинство применяемых на практике смазочных материалов воспламеняется в кислороде при давлении выше 30атм. Наиболее склонны к воспламенению в кислороде вазелин, тяжелые масла, парафиновое масло, масла и жиры животного и растительного происхождения. Особенно огнеопасно нагревание баллонов теплоизлучающими поверхностями печей, топок и прямыми солнечными лучами. При падении, ударах и толчках резко возрастают нагрузки на металл баллона в месте удара, и если металл не обладает необходимой вязкостью или подвергся сильной коррозии, то баллон может взорваться. Зона безопасного удаления в данном случае составляет 31,65м.

Какое давление выдерживает кислородный баллон?

Баллон с кислородом окрашен в голубой цвет, с надписью «Кислород» черного цвета (ПБ 10-115-96, ГОСТ 949-73). Номинальное давление газообразного кислорода в баллоне и автореципиенте при 20°С (ГОСТ 5583-78) составляет 150 кгс/см 2 (14,7 МПа) или 200 кгс/см 2 (19,6 МПа).

Какое давление в кислородном баллоне в барах?

Давление, под которым газ хранится в баллоне, — 150-200 бар.

Как взрываются баллоны с кислородом?

При контакте с маслами, жирами, горючими пластмассами, угольной пылью, ворсинками органических веществ и т. п. чистый кислород способен окислять их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. И в дальнейшем может послужить причиной пожара.

Как может взорваться кислород?

Кислород – сильный окислитель. Большинство горючих веществ и материалов при контакте с ним могут загореться или взорваться. Взрыв может произойти в случае высокого давления внутри баллона, нагрева, повышения доли кислорода в среде. Возгорание происходит при контакте кислорода с маслом и другими смазочными веществами.

Как рассчитать на сколько хватит кислородного баллона?

В этом случае то, на сколько хватает кислородного баллона для дыхания, зависит от продолжительности умственной активности. Обычно рекомендуют делать 4-6 вдохов каждые 1,5-2 часа. При стрессе, переутомлении, бессоннице.

Как рассчитать кислород в баллоне на скорой помощи?

Согласно ГОСТ 5583-78 КИСЛОРОД ГАЗООБРАЗНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ И МЕДИЦИНСКИЙ (ссылка на документ) объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле: V = K₁•V₆, где V₆ — вместимость баллона, дм 3 .

Сколько весит кислородный баллон без газа?

Баллон кислородный 40 л изготовлен из среднелегированной стали марки 30ХГСА 45 Д и предназначен для хранения и использования технического кислорода. Изделие полностью соответствует требованиям ГОСТ 949-73, в соответствии с которым: Масса баллона составляет 67 килограммов

Сколько весит баллон с кислородом для дайвинга?

Практически все они имеют вес от 6,7 до 7,7 кг. При выборе стального баллона следует обращать внимание на соотношение объём/вес по клейму. Желательно, чтобы разница не превышала 10 — 15 % (1 — 1,5 кг).

Сколько весит кислородный баллон на 10 литров?

Кислородные баллоны 10 литров ГОСТ 949-73

Объем, л.	10
Рабочее давление, МПа (кгс/см2)	9,8 (100)	14,7 (150)
Диаметр цилиндрической части, мм.	140
Длина корпуса баллона, мм.	830	865
Масса баллона, кг.	10,2	15,0

Чем опасен баллон с кислородом?

Главная опасность при работе с кислородом — его высокая химическая активность как окислителя. Большинство горючих веществ и материалов в контакте с кислородом становятся взрыво и пожароопасными. Опасность возрастает с повышением температуры, давления, скорости истечения и объемной доли кислорода в воздухе.

Как взрываются баллоны с пропаном?

Причина трагедии — банальная физика. Баллоны заправляют на морозе, не взвешивая, на глазок. Газ на холоде сжимается, и когда емкость переносят в теплое помещение для работы, пропан под воздействием высокой температуры начинает стремительно расширяться.

Что будет если смешать масло с кислородом?

при контакте кислорода с маслом происходит реакция окисления с выделением большого количества тепла.

Какое давление в кислородном баллоне атмосфер

Кислород при окислении выделяет в атмосферу много тепла. Избыток энергии может спровоцировать возгорание или детонирование (взрыв). Баллоны — безопасный сосуд, который облегчает перемещение при использовании вещества. При выборе емкости обращают внимание на 3 параметра.

Строение

Конструкции для перевозки кислорода делают бесшовным методом из высоколегированных или углеродистых марок стали. Толщина стен у резервуаров — 6-8 мм. Баллоны выполняют в форме цилиндра с закруглением с одной из сторон. У емкости выпуклое днище. В нижней части есть башмак из металлической ленты, который помогает удерживать изделие в вертикальном положении.

В области горловины располагают кольцо для монтажа колпака безопасности. Устройство устанавливают поверх вентиля. Элемент используют для защиты от попадания внутрь взрывоопасных компонентов, еще ограждает редуктор от механических повреждений.

Структура емкости для кислорода Источник yandex.fr

Важной дополнительной деталью кислородного баллона является вентиль. Устройство создают из латуни. Сплав меди и цинка по химическим показателям намного превосходит другие металлы. У вещества высокая устойчивость к окислению и коррозийным процессам, что необходимо при работе с газом.

Латунный штампованный вентиль — запорная деталь, благодаря которой элемент подсоединяют к кислородному баллону. В нижней части корпуса расположен хвостовик с резьбой для горловины, сбоку — штуцер для трубки. Между емкостью и элементом вкручивают клапан и муфту с седлом, между компонентами устанавливают уплотнитель из меди.

Вентиль для кислородного баллона Источник shop.familie.kz

При вращении вентиля по часовой стрелке механизм закрывает отверстие для газа. При обратном движении клапан поднимается, открывает скважину и кислород начинает выходить. Надежность оборудованию обеспечивает механическое строение конструкции.

Баллоны по ГОСТу надо окрашивать в голубой оттенок. Черной краской поперек резервуара пишут название газа. На верхней овальной части поверхности выбивают клеймо производителя и информацию о емкости:

• вес;
• дату освидетельствования;
• давление (рабочее, пробное).

Чтобы данные были хорошо видны, верх оставляют неокрашенным. Вес стандартного баллона варьируется от 67 до 105 кг. Масса дополнительных деталей — до 10 кг. Высота у сорокалитровых моделей — 1,37-1,46 м, пятидесятилитровых — 1,68-1,76 м.

Давление

Параметр отвечает за объем газа, который может выдержать резервуар. Максимальное давление в кислородном баллоне на 40 л — 150 кг/см2, минимальное — 125. В емкость помещается 6 тысяч литров или 6 кубометров. Вместительность моделей на 50 л — 200 кг/см2, что составляет 10 м3 летучего вещества.

Давление в резервуаре может меняться под воздействием температуры. Благоприятным считают градус +20 С, уже при +40С показатель увеличится на 10 единиц. При нуле снизится на 10, при -40С уменьшиться на 30 кг/см2.

Давление кислорода Источник tryndex.ru

Характеристика давление важна при заправке кислородных баллонов. Профессионалы используют специальную формулу, позволяющую точно определить параметр. В вычислениях учитывают вместительность конкретной модели в кубических дециметрах.

Виды кислорода

Выбор разновидности зависит от задач, которое должно вещество выполнять. Для сварки и резки металла используют недорогое техническое сырье. Состав кислорода обязательно соответствует нормам ГОСТа 5583-48.

Летучий компонент производят методом ректификации низкотемпературной из воздуха. Газ в компрессоре вначале сжимают, потом резко охлаждают до комнатной температуры. В итоге получают концентрированный жидкий кислород. Вещество можно выделять при электролизе воды.

Дополнительно газ делят на 2 сорта, которые отличаются долей разных примесей. В составе технического вида могут содержаться незначительные включения соединений и едва уловимый запах. Характеристики не влияют на работу, поэтому вещество не очищают.

Какой бывает кислород Источник ballongaz.com.ua

Медицинский вид — концентрированный вариант, в котором нет примесей и посторонних ароматов. Газ поставляют только в новых баллонах, а состав должен полностью соответствовать нормам ГОСТа 5583-48. У сырья очень сложный, дорогостоящий и трудоемкий процесс производства, что отражается на стоимости.

Медицинский сжиженный кислород относят к лечебным средствам, поэтому у производителя должна быть лицензия. Сырье проходит несколько этапов проверки, позволяющие выявить брак на любой стадии. Отличить вид от технического можно по надписи на баллоне и по сопроводительной документации.

Давление в кислородном баллоне: характеристики резервуара

31 марта 2021
Прочитать позже

Отправим материал на почту

Кислород — популярное окисляющее вещество, которое используют в сварке, при резке металлов или в медицине. Максимальное давление в кислородном баллоне на 40 л — 150 кг/см2, минимальное — 125. У летучего сырья нет запаха и цвета, но оно отлично поддерживает горение. Из-за взрывоопасности газ транспортируют в специальных емкостях, также очень важно знать все о допустимом уровне давления внутри баллона. Об этом и расскажем далее.

Давление в баллоне с кислородом: хранение и транспортировка на дальние расстояния

Давление кислородного баллона важный показатель. В этой статье рассказывается, как рассчитать количество кислорода. Какое давление оставляют в баллоне после использования.

Кислород — газ не имеющий цвет, вкус и запах. Проявляется в светло — голубым цветом когда температура опускается до -183 гр. С. Замерзает при температуре -218,8 гр.С. Плотность 1,43 кг./м3. Активно поддерживает процесс горения, поэтому используется для резки металла.

Получают кислород из воздуха очищая от примесей воздушную смесь. После сжатия и охлаждения, воздух делится на азот и кислород. Азот закипает быстрее кислорода. Нагревая медленно газы, азот испаряется, кислород остается в емкости.

Транспортируется в металлических баллонах синего цвета с надписью «КИСЛОРОД», наносится краской черного цвета. Давление в баллоне с кислородом измеряется манометром и составляет 150 — 200 кгс/см2 или 14,7 — 19,6 МПа. Кислородное давление регулируется ГОСТом 5583-78.

В сварочных работах применяют технический кислород. Он делится на 2 сорта по ГОСТ 5583-78.

1 сорт содержит — 99,8% О2

2 сорт содержит — 99,5% О2.

Чтобы определить количество кислорода в баллоне применяют формулу

Vk — объем кислорода в баллоне, измеряется в литрах;

Vb — водная часть баллона, измеряется в литрах;

Рk — давление кислорода в баллоне, измеряется в кгс/см2.

Исходя из полученных результатов, в полном баллоне количество кислорода равно: 40*150=6000 л, что равно 6 м3, давление 760 мм.рт.ст.

Давление в кислородном баллоне меняется с изменением температуры.

T -40C — 120 кгс/см2

T -20C — 130 кгс/см2

T -0C — 140 кгс/см2

T +20C — 150 кгс/см2 = стандартный показатель.

T +40C — 160 кгс/см2

Благоприятная температура хранения кислорода +20 гр.С.

Баллон кислородный новый

Кислород (при нормальных условиях) — бесцветный газ без вкуса и запаха, активно поддерживающий процесс горения. Немного тяжелее воздуха, его плотность при 0°С и давлении 760 мм рт. ст. составляет 1,43 кг/м3. Мало растворим в воде и спирте.

При охлаждении до -183°С и давлении 760 мм рт. ст. кислород превращается в бледно-голубую жидкость без запаха, а при -218,8°С — замерзает.

Кислород наиболее распространен на Земле. В земной коре (около 47% по массе) существует в связанном виде, в атмосфере (около 23% по массе) — в свободном.

Основные способы получения кислорода:

• из воздуха путем его очищения от механических примесей, влаги и углекислоты, сжатия в компрессорах, охлаждения до сжижения и последующего разделения на кислород и азот при медленном повышении температуры: азот, имеющий меньшую температуру кипения, испаряется и отводится в окружающую среду, а кислород накапливается в жидком виде (криогенная ректификация);
• электролизом дистиллированной воды, протекающим по формальной реакции:
  2H2O → O2↑ + 2H2↑ ;

поскольку чистая вода практически не проводит ток, в нее добавляются электролиты, например, KOH или NaOH;

Кислород газообразный технический, согласно ГОСТ 5583-78, выпускается двух сортов: первого и второго. Баллон с кислородом окрашен в голубой цвет, с надписью «Кислород» черного цвета (ПБ 10-115-96, ГОСТ 949-73). Номинальное давление газообразного кислорода в баллоне и автореципиенте при 20°С (ГОСТ 5583-78) составляет 150 кгс/см2 (14,7 МПа) или 200 кгс/см2 (19,6 МПа).

Характеристики марок газообразного технического кислорода (ГОСТ 5583-78)

Параметр	Кислород газообразный технический
	первого сорта	второго сорта
Объемная доля кислорода O2, %, не менее	99,7	99,5 (в ряде случаев — 99,2)
Объемная доля водяных паров, %, не более	0,007	0,009
Объемная доля водорода H2, %, не более (только для кислорода, полученного электролизом воды)	0,3	0,5
Содержание углекислоты CO2, окиси углерода CO, газообразных кислот и оснований, озона O3 и других газов-окислителей	Не нормируется
Содержание щелочи (только для кислорода, полученного электролизом воды)	Кусок фильтровальной бумаги (смоченный раствором фенолфталеина, разбавленного водой в соотношении 1:10) в стеклянной трубке с пропускаемым кислородом (0,1-0,2 дм3/мин в течение 8-10 минут) не должен окраситься в красный или розовый цвет
Запах	Не нормируется

Допустимое давление кислорода в баллонах в зависимости от температуры (при номинальном давлении 150 кгс/см2 / 20°С)

Температура, °С	-50	-40	-30	-20	-10	+10	+20	+30	+40	+50
Давление в баллоне, кгс/см2	99	107	124	129,5	134,5	139,5	145	150	155	160	172

Для расчета объема газообразного кислорода в баллоне в м3 при нормальных условиях используют формулу (ГОСТ 5583-78):

где K1 — коэффициент,

Vб — вместимость баллона в дм3 (л).

Некоторые значения коэффициента K1 для расчета объема газообразного кислорода при нормальных условиях

t газа в бал- лоне, °С	Значение K1 при избыточном давлении, кгс/см2 (МПа)
	140 (13,7)	145 (14,2)	150 (14,7)	155 (15,2)	160 (15,7)	165 (16,2)	170 (16,7)	175 (17,2)	180 (17,7)	185 (18,1)	190 (18,6)	195 (19,1)
-50	0,232	0,242	0,251	0,260	0,269	0,278	0,286	0,296	0,303	0,311	0,319	0,327
-40	0,212	0,221	0,229	0,236	0,245	0,253	0,260	0,269	0,275	0,284	0,290	0,298
-30	0,195	0,202	0,211	0,217	0,225	0,232	0,239	0,248	0,253	0,261	0,267	0,274
-20	0,182	0,188	0,195	0,202	0,209	0,215	0,222	0,229	0,235	0,242	0,248	0,255
-10	0,171	0,177	0,183	0,189	0,195	0,202	0,208	0,214	0,220	0,226	0,232	0,238
0,161	0,167	0,172	0,179	0,184	0,190	0,196	0,201	0,207	0,213	0,219	0,224
+10	0,153	0,158	0,163	0,169	0,174	0,180	0,185	0,191	0,196	0,201	0,206	0,211
+20	0,145	0,150	0,156	0,160	0,166	0,171	0,176	0,181	0,186	0,191	0,196	0,201
+30	0,139	0,143	0,148	0,153	0,158	0,163	0,168	0,173	0,177	0,182	0,187	0,192
+40	0,133	0,137	0,142	0,147	0,151	0,156	0,160	0,165	0,170	0,174	0,178	0,183
+50	0,127	0,132	0,136	0,141	0,145	0,149	0,154	0,158	0,163	0,167	0,171	0,175

Таким образом, в новом баллоне (150 кгс/см2 при 20°С) объемом 40 л содержится 6,24 м3кислорода при нормальных условиях.

Кислород жидкий технический, согласно ГОСТ 6331-78, также выпускается первого и второго сортов. Он хранится и перевозится в сосудах Дьюара, а также в других криогенных резервуарах (танках).

Характеристики марок жидкого технического кислорода (ГОСТ 6331-78)

Параметр	Кислород жидкий технический
	первого сорта	второго сорта
Объемная доля кислорода O2, %, не менее	99,7	99,5 (в ряде случаев — 99,2)
Объем углекислоты CO2 в 1 дм3жидкого кислорода при 760 мм рт. ст. и 20°С, см3, не более	2,0 (по согласованию с потребителем — 3,0)	3,0 (по согласованию с потребителем — не норм.)
Содержание ацетилена C2H2, масла	Отсутствие
Содержание окиси углерода CO, газообразных кислот и оснований, озона O3 и других газов-окислителей	Не нормируется
Содержание влаги и механических примесей	На внутренней поверхности колбы после испарения 1 дм3 кислорода не должно быть водяных капель и твердых частиц (при комнатной температуре)
Запах	Не нормируется

Сосуды Дьюара бывают шаровые или цилиндрические. Внутренний и наружный корпус изготавливают из сплава алюминия, трубку (горловину), на которой подвешен внутренний сосуд, — из стали Х18Н10Т, имеющей низкий коэффициент теплопроводности. В межстенном пространстве обычно создается вакуумно-порошковая теплоизоляция из технического вакуума и смеси порошкообразного аэрогеля с бронзовой пудрой. Адсорбент охлаждается жидким кислородом и поглощает остаточные газы межстенной полости, создавая в ней вакуум до давления порядка 10-4-10-3 мм рт. ст.

При испарении 1 л жидкого кислорода образуется около 860 л газообразного (при нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С). При транспортировке жидкого кислорода масса тары, приходящаяся на 1кг кислорода, в 10 и более раз меньше, чем при транспортировке газообразного. При хранении, перевозке и газификации сжиженного газа неизбежны потери на его испарение.

Как устроен баллон для кислорода

Кислородный баллон — металлическая емкость цилиндрической формы голубого цвета. Изготавливается бесшовным методом из стали толщиной 6-8 мм, предназначен для хранения кислорода в газообразном состоянии.

Составляющие кислородного баллона:

1. Основание.
2. Башмак удерживает баллон в вертикальном положении.
3. Латунный вентиль. Вкручивается в баллон.
4. Колпак безопасности. Устанавливается поверх вентиля. Защищает от попадания взрывоопасных веществ.
5. Табличка из стали она же паспорт баллона, содержит информацию о баллоне: дата заправки и Т.О., завод — изготовитель и др.

Кислородные баллоны для производственных нужд выпускают в двух объемах — 40 и 50 литров. Давление в 40 л кислородном баллоне 150 payday loans gallatin tn кгс/см2, в 50 л баллоне 200 кгс/см2. Средний вес 40 л баллона — 67 кг, 50 л — 105 кг.