化工安全工程习题答案ppt课件.ppt
课后习题解答,解：,（1）同时暴露在这三个单元中，风险将是叠加的，则 FAR（总）=FAR(1)+ FAR(2)+ FAR(3) =0.5+0.3+1.0 =1.8（2）由FAR定义知FAR与暴露时间有关，则有 FAR（总）= FAR(1)*t1+ FAR(2)*t2+ FAR(3)*t3 =0.5*20%+0.3*40%+1.0*40% =0.62,解：查课本表1-4可知，FAR(开车)=57 死亡/108小时，FAR(飞 机)=240 死亡/108小时 开车旅行暴露时间=2800/50=56h 飞机旅行暴露时间=4.5h 则 FAR(开车)=56/108*57=3.1910-5 FAR(飞机)=4.5/108*240=1.0810-5 可知FAR(开车) FAR(飞机) 所以坐飞机旅行比较安全。,解：由题意做计算可得下表,上述表格数据中概率一列的数据可由课本第二章31页中 表2-4 百分比与概率的转换查得，或者也可以使用课本中公式（2-4）推导： （1）受影响的百分比-鱼藤酮剂量的自然对数的关系图如下,（2）受概率-鱼藤酮剂量的自然对数的关系图如下,得拟合曲线方程Y=1.84*X+2.09，Y-概率，X-鱼藤酮剂量的自然对数，代入数据可得上表中概率(拟合公式计算)列的数据和误差(图2-9或式2-6)列的数据。,解：由2-2结果可知Y=1.84*X+2.09，Y-概率，X-鱼藤酮剂量的自然对数，可知概率常数为k1=1.84，k2=2.09当死亡人数为50% 时，由表2-4得到概率Y=5.0，代入公式可解得鱼藤酮剂量为 4.86mg/L所以 LC50=4.86mg/L,解：查课本表2-8（各种化学物质的TLVs和PEL值）,可知：四氯化碳的TLV-TWA为 1010-6，1,1-二氯乙烷的TLV-TWA为 10010-6由混合物的计算公式有,空中混合物的整体浓度为（4+25）10-6=2910-6 44.6210-6所以没有超过。,10,解：甲苯的相对分子质量为92，以水作为参考物质，由式（3-18）估算传质系数可得,有甲苯饱和蒸气压计算公式,得85=302.59K=544.670R下，甲苯的饱和蒸气压Psat=35.65mmHg=0.047atm,液池面积,（P66给出）,蒸发速率式3-12,甲苯相对密度为0.866（由习题3-16给出），42gal=0.159m3， （1）桶内甲苯蒸发完的时间为:,（2）以k作为参考常数，由式3-14有,k的值在0.51.0之间，根据k的值，桶附近甲苯的浓度在(6303150)10-6之间变化，具体数值去采样分析.,866kg/m3*0.159m3,解：模型可以简化为补充入氮气的同时，贮罐内的空气被排出于贮罐外,1000ft3,（1）VO2 % = 19.5%，代入公式，可解得VN2进=71.432 ft3,（2）VO2 =16%，代入公式，可解得VN2进=238.1 ft3,液体通过孔洞流出模型，参考例题4-1,对于圆滑的孔洞，取C0=0.61，代入式4-7,解：液体通过孔洞流出模型，解法同上题，参考例题4-1假设压降随管道均匀下降，则孔洞处的表压为,则有,50psig,40psig,100ft,43ft,解：液体通液体通过贮罐上的孔洞流出模型，参考例题4-2,贮罐与大气相通，表压,取,以使所计算的流量最大，,则所有原油泄漏完的时间（式4-20）,所以有足够的时间进行补救措施。,g=32.17ft/s2,1.当t=30min，,则泄漏的原油的体积为,2.原油刚泄露时的初始流率最大，即当t=0时，有最大流率,假如以初始速率泄漏，则最大泄漏量,式4-18,式4-19,有两种方法可以估算原油的最大泄漏量：,解： 1.贮罐破损等造成释放 2.贮罐阀门失效导致泄漏 3.阀门调节不当导致泄漏 4.调节器失效导致泄漏 5.软管老化导致泄漏等。,解： 1.污染甲苯、干净甲苯和污染水的溢出 2.供给管线的泄漏 3.干净甲苯或污染水管线的泄漏 4.离心提取器的泄漏 5.泵的泄漏 6.阀门的泄漏,解：由表5-1可知大气等级为B，,X,Y,1500m,风向X,70,300,2030,183m,1489m,Y,15m的颗粒可假设使用中性浮力扩散模型，而气体自烟窗连续排放为为典型的烟羽模型，故本题采用Pasquill-Gifford扩散模型，以水泥厂的烟囱为原点风向为轴建立坐标系后取样站的坐标为：x=1500cos7=1489my=500sin7=183mz=0稳定点源Qm=750 lb/h=340.194 kg/h=94.498 g/s水泥厂一般会建在远离城市的地方，所以假设该环境为农村环境大气稳定度等级为B，由表5-2有，扩散系数y=0.16x(1+0.0001x)-1/2=222.24mz=0.12x=178.66m,根据情况13：由公式5-50可得取样站的浓度为(1488.82, 182.80,0)=1.7810-4g/m3,解：由题意可知，Qm=100 lb/s=45.359 kg/s v风=6 mile/h=9.656 km/h=2.68 m/s采用Pasquill-Gifford扩散模型，假设环境为农村环境，以泄漏点为原点、风向为X轴建立坐标系，假设氨气连续泄漏,制定紧急计划，必须考虑到最坏的情形，由图5-1012可知大气稳定度等级为A时，扩散系数最大，此时最有利于氨气扩散，根据情况12和表5-2有：扩散系数y=0.22x(1+0.0001x)-1/2，z=0.20 x (x, y,z)=50010-6,由上述公式，假设大气压为1atm，温度为25，由式2-7得,单位10-6转化为mg/m3,求下风向人员撤离（下风向烟羽中心的浓度），所以令y=z=0，由式5-48,解上述方程得x=602.53 m,甲醇闪点：12.2 0C=285.6 K,从蒸汽压表（附录E）可知，甲醇闪点的压强为,根据Raoult定律,所以混合溶液的闪点，,LFL UFL正己烷： 1.2 7.5甲烷： 5.3 15.0乙烯： 3.1 32丙酮： 3.0 13.0二乙醚： 1.9 48.0,对于a组：,%V yi（为组分占可燃物质部分的摩尔分数）正己烷： 0.5 0.5/2.0=0.25甲烷： 1.0 1.0/2.0=0.50乙烯： 0.5 0.5/2.0=0.25丙酮： 二乙醚：,由公式6-2和6-3，算得LFL和UFL分别为：,b,c,d组计算方法相同,（6-4）,（6-5）,根据公式6-4和6-5：,从附录B可查得燃烧热 数据：正己烷：4194.5 Kj/mol=1002 kcal/mol甲烷: 890.3 Kj/mol=212.8 kcal/mol乙烯: 411.2 Kj/mol=337.3 kcal/mol代入式6-4和式6-5得到LFL50=2.56%，UFL50=13.44%LFL75=2.51%，UFL75=13.48%LFL100=2.47%，UFL100=13.5%,作图,150 ft3 空气,温度T=800F=5400R,（1）由式7-15,（2）,使用公式7-6和7-7分别计算惰化次数和所需氮气量第一次N2加压后氧气的浓度,代入公式7-6,所以一共需要1.29次，即2次N2加压过程,由公式7-7,（1）由公式7-6：,所以只需要一次,（2）由公式7-12：,0,需要两次真空惰化,所需要的全部水量：,喷头数量：,功率=,a. PD 泵；b. 交换器的冷凝水管线；c. 蒸馏塔和再沸器；d. 水蒸气管线，,（1）系统失效导致的过热模型有： a. 阀门失效不可关闭，热电偶互锁不能阻止气体流动。 b. 互锁在阀门开启时失效。 c. 恒温器失效在阀门开启状态，互锁失效在TTHigh状态。 d. 恒温器失效在阀门开启状态，热电偶在监测高温时失效。（2）推荐使用正常关闭措施。（3）（1）a和（1）b是最可能的失效模式。（4）a. 在指示灯旁安装一个带有互锁装置的热电偶，当指示灯亮了后，阀 门关闭。 b. 在烟囱内安装一个可燃气体检测器可以用来关闭烟囱，如果监测到 可燃气体达到一定浓度就将烟囱关闭。,a) 与门并联（1）顶事件概率（2）最小割集 1 2（3）失效概率b) 或门串联（1）顶事件概率（2）最小割集 1 2（3）失效概率,c) 先与门并联后或门串联（1）顶事件概率（2）最小割集 1 2 3 （3）失效概率,4,d) 先或门串联后与门并联（1）顶事件概率（2）最小割集 1 2 1 3 （3）失效概率,4,e) 先或门串联后与门并联（1）顶事件概率（2）最小割集 1 3 1 4 2 3 2 4（3）失效概率,5,6,（2）如果在系统内部加入一个0.01失效/需要的冗余关闭系统，计算失控率。,高液位报警器 操作者停止流动 高液位开关系统 B C D 0.01 0.1 0.01,A液位指示器每年失效4次,0.04,3.96,失效/需要,0.396,3.564,安全安全失控安全安全失控,0.00396,0.39204,0.004,0.036,0.00004,0.00396,失控=0.00396+0.00004=0.004次/年,（1）,（2）,高液位报警器 操作者停止流动 高液位开关系统 关闭系统 B C D E 0.01 0.1 0.01 0.01,失效/需要,A每年失效4次,0.04,3.96,0.396,3.564,0.00396,0.39204,0.004,0.036,0.00004,0.00396,失控=0.00004次/年,0.0000396,0.0039204,0.0000004,0.0000396,
