Горение паро-газо-воздушного облака

Крупномасштабное диффузионное горение паро-газо-воздушного (ПГВ) облака, реализуемое при разгерметизации резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением, носит название «огненный шар». Плотность теплового потока, падающего с поверхности «огненного шара» на элементарную площадку на поверхности мишени q^пад (кВт/м²) равна

                                (1.62)

где q^соб   - плотность потока собственного излучения «огненного шара», кВт/м² (допускается принимать равной 450 кВт/м²); φ – угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности; X – расстояние от точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» до облучаемого объекта, м; Н – высота центра «огненного шара», м, которую допускается принимать равной 0,5 D_эф; D_эф  - эффективный диаметр «огненного шара», м, определяемый по формуле

,                                                                                  (1.63)

где m – масса горючего вещества, кг.

Угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности при Н = 0,5 D_эф определяется по формуле

.                                                                            (1.64)

Время существования «огненного шара» (с) рассчитывается по формуле

,                                                                                       (1.65)

Рассчитав значения q^пад и τ по формулам (1.62) и (1.65), несложно по формуле (3 в табл. 1.14) определить величину пробит- функции, а по табл.П.1.1 вероятность летального исхода при термическом поражении Р_пор.

 

Пример 6. Для условий примера 5 принять, что источник зажигания в обваловке (F_обв = 6400 м²) отсутствует и нефть испаряется с образованием паро-воздушного облака, которое воспламеняется с образованием огненного шара. Температура воздуха t _в = 30 ⁰С.

Определить вероятность летального поражения людей, находящихся на различных расстояниях от центра огненного шара.

Р е ш е н и е.

1. По формуле (1.23) найдем давление насыщенных паров нефти (М = 240 кг/кмоль, L_кип = 345400 Дж/кг, t_кип = 57⁰С)

кПа.

2. Интенсивность испарения нефти по формуле (1.22) равна

кг/ (м²с).

3. Принимая время испарения нефти равным  = 3600 с, найдем массу поступивших в атмосферу паров нефти по формуле (1.21)

кг.

4.По формуле (1.63) найдем эффективный диаметр огненного шара D_эф

м.

5. Время существования «огненного шара»  найдем по формуле (1.65)

с.

6. По формуле (1.64) найдем угловые коэффициенты излучения с огненного шара на элементарную площадку на поверхности мишени (человека), находящейся на расстояниях Х, равном 100, 150 и 200 м от центра огненного шара (при H =0,5 D_эф). Результаты расчетов сведем в таблицу

Х, м	100	150	200
φ	0,046	0,018	0,0087

7. По формуле (1.62) найдем значения плотности теплового потока падающего излучения на выше указанных расстояниях от центра «огненного шара», принимая q^соб = 450 кВт/м²

Х, м	100	150	200
q ^пад, кВт/м^2	20	7,5	3,4

Как видно из приведенных результатов, безопасное расстояние для человека от центра составляет примерно 200 м.

Определим вероятность летального поражения людей, используя формулу 3 в табл.1.14 для определения пробит-функции и табл.П.1.1 для нахождения Р_пор. Результаты расчетов представлены ниже:

Х, м	100	150	200
Pr	6,6	3,2	0,56
Рпор,%	95	4	0

Варианты исходных данных взять из табл. П.2.5 принимая, что источник зажигания в обваловке отсутствует и жидкость испаряется с образованием паро-воздушного облака, которое воспламеняется с образованием «огненного шара».

Построить зависимость вероятности летального поражения людей от расстояния от центра огненного шара.