Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Определение интенсивности теплового излучения при пожарах пролива лвж и ГЖ

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Пожар пролива легковоспламеняющихся и горючих жидкостей - неконтролируемый процесс горения пролива легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, образованного в следствии аварии.

В различных производствах используются и перерабатываются горючие и взрывоопасные материалы, к которым относятся легко- воспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛВЖ и ГЖ). При проливе ГЖ или ЛВЖ и их воспламенении может возникнуть пожар. Образующееся при пожаре пламя характеризуется высокой интенсивностью теплового излучения, что может привести к воспламенению окружающих горючих материалов, повреждению конструкций, травмированию людей.

Для оценок воздействия теплового излучения от пламени на окружающие предметы и обоснования пожарной безопасности технологических процессов требуется знать величину интенсивности излучения.

Прогнозирование параметров интенсивности теплового излучения при пожарах пролива ЛВЖ и ГЖ

Расчет осуществляется для определения (кроме геометрических размеров открытого пламени) размеров зон воздействия теплового излучения различной интенсивности (табл.5.1) на человека и материалы, а также для определения вероятности поражения человека, находящегося на определенном расстоянии от эпицентра аварии, тепловым излучением.

Табл.5.1 - Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров проливов ЛВЖ и ГЖ [2]

Степень поражения	Интенсивность, теплового излучения, кВт/
Без негативных последствий в течении длительности времени Безопасно для человека в брезентовой одежде	1,4 4,2
Непереносимая боль через 20-30 с Ожог 1-й степени через 15-20 с Ожог 2-й степени через 30-40 с Воспламенение хлопка волокна через 15 мин	7,0
Непереносимая боль через 3-5 с Ожог 1-й степени через 6-8- с Ожог 2 степени через 12-16 с	10,5
Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12%) при длительности облучения 15 мин	12,9
Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганной поверхности; воспламенение фанеры	17,0

Расчет интенсивности теплового излучения q, кВт/ осуществляется по формуле

, (5.1)

где - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/ ;

- угловой коэффициент атмосферы;

τ - коэффициент пропускания атмосферы.

Среднеповерхностная плотность теплового излучения и удельная массовая скорость выгорания m определяются по справочным данным или табл.5.2 и 5.3.

Табл.5.2. - Среднеповерхностная плотность теплового излучения и удельно массовая скорость выгорания для различных веществ.

Топливо

, кВт/ , при d,м

кг/ )

СПГ (метан)

220

180

150

130

120

0,08

СУГ (пропан-бутан)

0,1

Бензин

0,06

Дизельное топливо

0,04

Нефть

0,04

Табл.5.3 - Характеристики горения ЛВЖ и ГЖ [3]

Вещества	m, кг/ )	Низшая теплота сгорания, кДж/кг
Ацетон	0,044	28890
Бензил	0,0617	41870
Бензол	0,0733	38520
Диэтиловый спирт	0,06	33500
Дизельное топливо	0,042	48870
Керосин	0,0483	43540
Мазут	0,0347	39770
Нефть	0,0283	41870
Изопропиловый спирт	0,0313	30145
Изопентан	0,0103	45220
Толуол	0,0483	41030
Турбинное масло	0,03	41870
Этиловый спирт	0,033	27100

В табл. 5.4 приведены температурные и временные характеристики некоторых пламен и малокалорийных источников тепла.

Табл. 5.4 - Характеристика пламени

Наименование горящего вещества (изделия) или пожароопасной операции	Температура племени (тления или нагрева)	Время горения (тления), мин
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости	880	-
Древесина и лесопиломатериалы	1000	-
Природные и сжиженные газы	1200	-
Газовая сварка металла	3150	-
Газовая резка металла	1350	-
Тлеющая папироса	320-410	2-2,5
Тлеющая сигарета	420-460	26-30
Горящая спичка	600-640	0,33

Величины критической плотности падающих потоков представлены в табл. 5.5 и 5.6.

Табл.5.5. - Значение величины критической плотности падающих лучистых потоков пожарной нагрузки для некоторых материалов

Материал	Материальная интенсивность облучения, кВт/ при продолжительности облечения, мин
Материал	3	5	15
Древесина (сосна влажностью 12%)	18800	16900	13900
Древесно-стружечная плита плотностью 417 кг/	13900	11900	8300
Торф брикетный	31500	24400	13200
Торф кусковой	16600	14350	9800
Хлопок-волокно	11000	9700	7500
Слоистый пластик	21600	19100	15400
Стеклопластик	19400	18600	17400
Пергамин	22000	19750	17400
Резина	22600	19200	14800
Уголь	-	35000	35000

Табл.5.6 - Величина критической плотности теплового потока для некоторых горючих материалов

Материалы	, кВт/
Древесина (сосна влажностью 12%)	13,9
Древесно-стружечная плита плотностью 417 кг/	8,3
Торф брикетный	13,2
Торф кусковой	9,8
Хлопок-волокно	7,5
Слоистый пластик	15,4
Стеклопластик	15,3
Пергамин	17,4
Резина	14,8
Уголь	35,0
Рулонная кровля	17,4
Картон серый	10,8
Декоративный бумажно-слоистый пластик	19,0-24,0
Металлопласт	24,0-27,0
Плита древесно-волокнистая	13,0
Плита древесно-стружечная	12,0
Плита древесно-стружечная с отделкой "Полиплен"	12,0
Плита древесно-волокнистая с лакокрасочным покрытием под ценные породы дерева	12,0-16,0
Кожа искусственная	17,9-20,0
Стеклопластик на полиэфирной основе	14,0
Лакокрасочные покрытия	25,0
Обои моющиеся ПВХ на бумажной основе	12,0
Линолеум ПВХ	10,0-12,0
Линолеум алкидный	10,0
Линолеум ПВХ на тканевой основе	6,0-12,0
Покрытие ковровое	4,0-6,0
Сено, солома (при минимальной влажности до 8 %)	7,0
Легковоспламеняющиеся, горючие и трудногорючие жидкости при температуре самовоспламенения, : 300 350 400 500 и выше	12,1 15,5 19,9 28,0 и выше

Для диаметра очага пожара d менее 10 м или более 50 м следует принимать такой же, как и для очагов, диаметром 10 м и 50 м, соответственно.

При отсутствии данных допускается для СУГ принимать равной 100 кВт / , для нефтепродуктов - 40 кВт / .

Эффективный диаметр пролива d, м, рассчитывается по формуле:

, (5.2)

где S- площадь пролива (определяется в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 [2], РД 03-26-2007 [5], а также [4], [6],

Высота пламени H, м, рассчитывается по формуле:

(5.3)

где m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг / ), определяется по справочным данным (см.табл.1,2);

- плотность окружающего воздуха, ;

g - ускорение свободного падения, равное 9,81

Угловой коэффициент облученности определяется по формуле:

, (5.4)

где , (5.5)

; (5.6)

; (5.7)

; (5.8)

r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.

(5.9)

где (5.10)

Коэффициент пропускания определяется по формуле:

(5.11)

Условная вероятность поражения тепловым излучением человека, находящегося на определенном расстоянии от эпицентра аварии, определяется с помощью пробит - функции , которая рассчитывается по формуле:

(5.12)

где t - эффективное время экспозиции, с.

(5.13)

где - характерное время обнаружения пожара, с ();

x - расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность, теплового излучения не превышает 4,2 ,м;

v - скорость движения человека, м/c (v = 5 м/c)

Связь функции с вероятностью той или иной степени поражения находится по табл. 5.7.

Табл.5.7 - Связь вероятности той или иной степени поражения с функцией "пробит"

P,%	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	-	2.67	2.95	3.12	3.25	3.28	3.45	3.52	3.59	3.66
10	3.72	3.77	3.82	3.86	3.92	3.96	4.01	4.05	4.08	4.12
20	4.16	4.19	4.23	4.26	4.29	4.33	4.36	4.39	4.42	4.45
30	4.48	4.50	4.53	4.56	4.59	4.61	4.64	4.67	4.69	4.72
40	4.75	4.77	4.80	4.82	4.85	4.87	4.90	4.92	4.95	4.97
50	5.00	5.03	5.05	5.08	5.10	5.13	5.15	5.18	5.20	5.23
60	5.25	5.28	5.31	5.33	5.36	5.39	5.41	5.44	5.47	5.50
70	5.52	5.55	5.58	5.61	5.64	5.67	5.71	5.74	5.77	5.81
80	5.84	5.88	5.92	5.95	5.99	6.04	6.08	6.13	6.18	6.23
90	6.28	6.34	6.41	6.48	6.55	6.64	6.75	6.88	7.05	7.33
99	7.33	7.37	7.41	7.46	7.51	7.58	7.65	7.75	7.88	8.09

Примеры

Пример № 1

При полной разгерметизации резервуара с 50 дизельного топлива оно вытекает в обвалование площадью 300 и высотой 0,5 м. Расстояние от центра пролива до оператора 10 м. Требуется определить размеры зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности теплового излучения (табл.5.1), безопасное расстояние и вероятность поражения человека.

Решение:

Для определения зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности теплового излучения (для всех значений указанных в таблице 5.1) необходимо знать площадь пролива (S), плотность окружающего воздуха ( среднеповерхностную плотность теплового излучения пламени ( и удельную массовую скорость выгорания дизельного топлива (m).

Значение величин:

m = 0.042 - табл.5.3

= 1.293

Площадь пролива определяется, исходя из условий, что пролитое дизельное топливо разольется слоем, толщиной 0.05 м.

Так как резервуар с дизельным топливом находится в обваловании, то необходимо проверить, не выльется ли дизельное топливо за пределы обвалования. С этой целью определяется объем обвалования.

Таким образом, объем обвалования превышает объем пролитого дизельного топлива, поэтому площадь пролива принимается равной площади обвалования:

Определяется эффективный диаметр пролива по формуле (5.2):

=19.5 м

По таблице 5.2 находится =32 кВт /

Высота пламени определяется по формуле (5.3)

По формулам (5.6-5.8,5.10) для заданного расстояния от геометрического центра пролива до облучаемого объекта рассчитываются соответствующие величины:

)=3,08

=2,17

По формулам (5.4.,5.5 и 5.9.) определяется угловой коэффициент облучения:

=0,03236

Определяется коэффициент пропускания по формуле (5.11)

=0,979

Находится интенсивность теплового излучения по формуле (5.1)

0,979=1,5

Определяется расстояния (методом подбора), соответствующие значениям интенсивности теплового излучения и безопасное расстояние, при котором интенсивность теплового излучения не превышает 4.2 (табл.5.1). Результаты расчетов представлены в табл.5.8.

Табл.5.8 - Размеры зон поражения тепловым излучением при пожаре пролива

Интенсивность теплового излучения,	Расстояние от центра пролива, м
4,2	22,0
7,0	17,2
10,5	14,3
12,9	13,0
17,0	11,2

Для определения условной вероятности поражения тепловым излучением человека, находящегося на заданном расстоянии от эпицентра аварии, находится расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4.2 : x=22-10=12 м

Определяется эффективное время экспозиции по формуле (13)

По формуле (5.12) рассчитывается пробит - функция

=17,4

По таблице 5.7 определяется вероятность поражения людей, которая составляет 4,05%.

Задание для самостоятельного решения

Задача №1

При полной разгерметизации резервуара с... (ГЖ или ЛВЖ) и объемом... (м3) оно вытекает в обвалование площадью... (м2) и высотой... (м). Расстояние от центра пролива до оператора... (м). Требуется определить размеры зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности теплового излучения (табл.5.1), безопасное расстояние и вероятность поражения человека.

Исходные данные:

№ в-та	Вид ГЖ или ЛВЖ	Объем ГЖ или ЛВЖ	Площадь обвалования	Высота обвалования	Расстояние от центра проливы до оператора
1	Ацетон	10	100	0.5	7
2	Бензин	15	120	0.5	8
3	Бензол	20	130	0.5	9
4	Диэтиловый спирт	25	140	0.5	10
5	Дизельное топливо	30	150	0.5	11
6	Керосин	35	160	0.5	12
7	Мазут	40	170	0.5	13
8	Нефть	45	180	0.5	14
9	Изопропиловый спирт	50	190	0.5	15
10	Изопентан	55	200	0.5	16
11	Толуол	60	210	0.5	17
12	Турбинное масло	65	220	0.5	18
13	Этиловый спирт	70	230	0.5	19
14	Ацетон	75	240	0.5	20
15	Бензоин	45	250	0.5	10
16	Бензол	40	260	0.5	11
17	Дизельное топливо	50	270	0.5	12
18	Дизельное топливо	35	280	0.5	13
19	Керосин	55	290	0.5	14
20	Мазут	20	300	0.5	15
21	Нефть	75	310	0.5	16
22	Изопропиловый спирт	35	320	0.5	17

Пример № 2

Произошла частичная разгерметизация резервуара с дизельным топливом (p = 840 ). Высота слоя жидкости 12,5 м. Топливо истекает через 25 мм, время ликвидации которого 1800 с. Расстояние от центра пролива до оператора 12 м. Требуется определить размеры зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности теплового излучения (табл.2), безопасное расстояние и вероятность поражения человека.

Для определения зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности изучения (для всех значений указанных в таблице 2) необходимо знать площадь пролива (S), плотность окружающего воздуха , среднеповрехностную плотность теплового излучения пламени ( и удельную массовую скорость выгорания дизельного топлива(m).

Значение величин:

m=0.042 кг / ) (таблица 5.3),

Решение:

Для того чтобы определить площадь пролива (S), необходимо знать массу дизельного топлива, которое истечет из резервуара[4]:

где S - площадь отверстия истечения,

- плотность вещества,

- время ликвидации отверстия, с

- скорость истечения жидкости, м/c

где g - ускорение свободного падения

h - высота слоя жидкости

где d - диаметр отверстия истечения, м

кг

Объем жидкости:

Площадь пролива определяется, исходя из условия, что пролитое дизельное топливо разольется слоем, толщиной 0,05 м [5]

Определяем эффективный диаметр пролив по формуле (5.2) м

По таблице 5.2 находится

Определяется высота пламени по формуле (5.3)

По формуле (5.6-5.8,5.10) для заданного расстояния от геометрического центра пролива до облучаемого объекта рассчитываются соответствующие величины:

)=2.95

=1.05

По формулам (5.4, 5.5., 5.9) определяется угловой коэффициент облучения:

=0.248

Определяется коэффициент пропускания по формуле (5.11)

=0.998

Находится интенсивность теплового излучения по формуле (5.1)

q=36

Табл.5.9 - Размеры зон поражения тепловым излучением при пожаре пролива

Интенсивность теплового излучения,	Расстояние от центра пролива, м
4,2	16,0
7,0	12,6
10,5	10,5
12,9	9,6
17,0	8,1

Определяется эффективное время экспозиции по формуле (5.13)

t=5+6/5=6 c

По формуле (5.12) рассчитывается пробит - функция

=-2.1

По таблице 5.4 определяется вероятность людей, которая составляет 0%.

Задание для самостоятельного решения

Задача №2

Произошла частичная разгерметизация резервуара с... (ГЖ или ЛВЖ) (указать плотность). Высота слоя жидкости... (м). Топливо истекает через отверстие... (мм),время ликвидации которого -... (с). Расстояние от центра пролива до оператора... (м). Требуется определить размеры зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности теплового излучения (табл.2), безопасное расстояние и вероятность поражения человека.

Исходные данные:

№ в-та	Вид ГЖ или ЛВЖ	Высота слоя жидкости	Диаметр отверстия	Время ликвидации	Расстояние от центра проливы до оператора
1	Ацетон	6	25	1400	7
2	Бензин	6.5	20	1450	8
3	Бензол	7	15	1500	9
4	Диэтиловый спирт	7.5	10	1550	10
5	Дизельное топливо	8	5	1600	11
6	Керосин	8.5	45	1650	12
7	Мазут	9	40	1700	13
8	Нефть	9.5	35	1750	14
9	Изопропиловый спирт	10	30	1800	15
10	Изопентан	10.5	25	1850	16
11	Толуол	11	20	1900	17
12	Турбинное масло	11.5	15	1950	18
13	Этиловый спирт	12	10	2000	19
14	Ацетон	12.5	5	1800	20
15	Бензоин	13	40	1750	10
16	Бензол	13.5	35	1700	11
17	Дизельное топливо	14	30	1650	12
18	Дизельное топливо	14.5	25	1600	13
19	Керосин	15	20	1550	14
20	Мазут	15.5	15	1500	15
21	Нефть	16	10	1450	16
22	Изопропиловый спирт	16.5	5	1400	17

Пример № 3

Произошла разгерметизация трубопровода с дизельным топливом (p = 840 ). Длина трубопровода 300м, диаметр 200 мм. Производительность насосов, перекачивающих топливо 35 /ч. Расстояние от центра пролива до оператора 20 м. Требуется определить размеры зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности теплового излучения (табл. 2), безопасное расстояние и вероятность поражения человека.

Для определения зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности излучения (для всех значений указанных в таблице 2) необходимо знать площадь пролива (S), плотность окружающего воздуха , среднеповрехностную плотность теплового излучения пламени ( и удельную массовую скорость выгорания дизельного топлива(m).

Значение величин:

m=0.042 кг / ),

Решение:

Для того чтобы определить площадь пролива (S), необходимо знать массу дизельного топлива, находящегося в трубопроводе и массу, вытекающую за время перекрытия арматурой:

где - масса дизельного топлива, находящегося в трубопроводе, кг;

- масса дизельного топлива, вытекающая за время перекрытия арматурой, кг;

где d - диаметр трубопровода, м

P - плотность вещества,

L - длина трубопровода, м

где Q - производительность насосов, перекачивающих топливо, /ч

- время срабатывания арматуры, ч (при ручному отключении - 300 с)

M = 7913+2449=10362 кг

Объем пролитой жидкости:

Определяется эффективный диаметр пролива по формуле (5.2)

По таблице 5.2 находится

Определяется высота пламени по формуле (5.3)

)=2.38

=1.35

По формулам (4.5.9) определяется угловой коэффициент облучения:

=0.103

Определяется коэффициент пропускания по формуле (5.11)

=0.992

Находится интенсивность теплового излучения по формуле (5.1)

q=33

Определяется расстояния (методом подбора), соответствующие значениям интенсивности теплового излучения и безопасное расстояние, то есть расстояние, при котором интенсивность теплового излучения не превышает 4.2 (табл.5.1). Результаты расчетов представлены в табл.5.10.

Табл.5.10 - Размеры зон поражения тепловым излучением при пожаре пролива

Интенсивность теплового излучения,	Расстояние от центра пролива, м
4,2	20
7,0	16
10,5	13
12,9	12
17,0	10,4

Определяется эффективное время экспозиции по формуле (5.13)

t=5с

По формуле (5.12) рассчитывается пробит - функция

=-6.4

По таблице 5.7 определяется вероятность людей, которая составляет 0%.

Задание для самостоятельного решения

Задача №3

При полной разгерметизации трубопровода с... (ГЖ или ЛВЖ) (указать плотность). Длина трубопровода... (м), диаметр... (м).Производительность насосов, перекачивающих топливо... (м3/ч). Расстояние от центра пролива до оператора... (м). Требуется определить размеры зон поражения при пожаре пролива для всех значений интенсивности теплового излучения (табл.5.1), безопасное расстояние и вероятность поражения человека.

Исходные данные:

№ в-та	Вид ГЖ или ЛВЖ	Труба трубопровода	Диаметр трубопровода	Производительность насосов	Расстояние от центра проливы до оператора
1	Ацетон	100	50	15	15
2	Бензил	110	60	20	20
3	Бензол	120	70	25	25
4	Диэтиловый спирт	130	80	30	30
5	Дизельное топливо	140	90	35	35
6	Керосин	150	100	40	40
7	Мазут	160	110	45	45
8	Нефть	170	120	50	50
9	Изопропиловый спирт	180	130	15	55
10	Изопентан	190	140	20	60
11	Толуол	200	150	30	15
12	Турбинное масло	210	160	40	20
13	Этиловый спирт	220	170	35	25
14	Ацетон	230	180	45	30
15	Бензоин	240	190	35	35
16	Бензол	250	200	15	40
17	Дизельное топливо	260	210	20	45
18	Дизельное топливо	270	220	25	50
19	Керосин	280	230	45	55
20	Мазут	290	240	50	60
21	Нефть	300	250	35	15
22	Изопропиловый спирт	310	260	040	20

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Алексеев, Н.А. Стихийные явления в природе. /Н.А. Алексеев М.:Мысль, 1988.

2. Александров, В.Н., Емельянов В.И. Отравляющие вещества. /В.Н. Александров, В.И. Емельянов М.: Воениздат, 1990.

3. Морозкина, Т.С. Экология человека и животных: пострадиационная защита /Т.С. Морозкина, Ж.А. Рудковская // Медицина. - 208. - №4 - с. 87-94.

4. Дорожко С.В. и др. Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность: учеб. пособие в 3-х частях/ Минск: 2002

Вахтин А.К. Меры безопасности при ликвидации последствий стихийных бедствий и производственных аварий. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 288с

«Безопасность жизнедеятельности» - С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.Ф. Козьяков, Л.Л.Морозова, В.С. Спиридонов, В.П.Сивков, Д.М. Якубович. Высшая школа, М. 2000.