Классы 2 - 6 режима сгорания облака

 

20. Рассчитывается безразмерное расстояние R_х от центра облака по формуле (П3.39).

Рассчитываются величины безразмерного давления (P_х1) и импульса фазы сжатия I_x1 по формулам:

 

; (П3.44)

 

; (П3.45)

 

, (П3.46)

 

где σ - степень расширения продуктов сгорания (для газопаровоздушных смесей допускается принимается равным 7, для пылевоздушных смесей 4);

u - видимая скорость фронта пламени, м/с.

В случае дефлагарации пылевоздушного облака величина эффективного энергозапаса умножается на коэффициент .

Формулы (П3.44), (П3.45) справедливы для значений R_x больших величины R_кр1 = 0,34, в случае, если R_x < R_кр1, в формулы (П3.44), (П3.45) вместо R_x подставляется величина R_кр1.

Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам (П3.42), (П3.43). При этом в формулы (П3.42), (П3.43) вместо Р_х и I_x подставляются величины P_х1 и I_x1.

 

V. Параметры волны давления при взрыве резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом при воздействии на него очага пожара

 

21. Избыточное давление ΔP и импульс I⁺ в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом (далее - СУГ) в очаге пожара, определяются по формулам:

 

; (П3.47)

 

; (П3.48)

 

, (П3.49)

 

где r - расстояние от центра резервуара, м;

- эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле:

 

, (П3.50)

 

k - доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5);

- удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг × К);

m - масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;

Т - температура жидкой фазы, К;

Т_b - нормальная температура кипения, К.

При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) величина Т определяется по формуле:

 

, (П3.51)

 

где Р_val - давление срабатывания предохранительного устройства;

А, В, С_А - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочной литературе. Единицы измерения Р_val (кПа, мм рт. ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.

 

VI. Интенсивность теплового излучения

 

22. В настоящем разделе приводятся методы расчета интенсивности теплового излучения от пожара пролива на поверхность, огненного шара, а также радиуса воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в случае пожара-вспышки.

 

Пожар пролива

 

23. Интенсивность теплового излучения q (кВт/м²) для пожара пролива ЛВЖ, ГЖ или СУГ определяется по формуле:

 

(П3.52)

 

где - среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м²;

- угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или по таблице П3.4. При отсутствии данных для нефтепродуктов допускается принимать величину равной 40 кВт/м².

Таблица П3.4

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в
зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания
для некоторых жидких углеводородных топлив

Топливо	Ef, кВт/м^2, при d, м	, кг/(м^2с)
Сжиженный природный газ (далее - СПГ) СУГ (пропан-бутан) Бензин Дизельное топливо Нефть						0,08 0,1 0,06 0,04 0,04

Примечание: для диаметров очага менее 10 м или более 50 м следует принимать Е_f такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.

 

Угловой коэффициент облученности F_q определяется по формуле:

 

, (П3.53)

 

где F_V, F_H - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, которые определяются по формулам:

 

; (П3.54)

 

; (П3.55)

 

; (П3.56)

 

; (П3.57)

 

; (П3.58)

 

, (П3.59)

 

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

d - эффективный диаметр пролива, м;

H - высота пламени, м.

Эффективный диаметр пролива d (м) рассчитывается по формуле:

 

, (П3.60)

 

где F - площадь пролива, м².

Высота пламени Н (м) определяется по формуле:

 

, (П3.61)

 

где - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м²×с);

r_а - плотность окружающего воздуха, кг/м³;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Коэффициент пропускания атмосферы t для пожара пролива определяется по формуле:

 

. (П3.62)

 

При необходимости может быть учтено влияние ветра на форму пламени.

 

Огненный шар

 

24. Интенсивность теплового излучения q( кВт/м²) для огненного шара определяется по формуле (П3.52).

Величина определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать равной 450 кВт/м².

Значение F_q определяется по формуле:

 

, (П3.63)

 

где Н - высота центра огненного шара, м;

D_S - эффективный диаметр огненного шара, м;

r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром огненного шара, м.

Эффективный диаметр огненного шара D_S (м) определяется по формуле:

 

(П3.64)

 

где m - масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг.

Величину Н допускается принимать равной D_S/2.

Время существования огненного шара t_S (с) определяется по формуле:

 

. (П3.65)

 

Коэффициент пропускания атмосферы t для огненного шара рассчитывается по формуле:

 

. (П3.66)

 

VII. Определение радиуса воздействия продуктов сгорания
паровоздушного облака в случае пожара-вспышки

 

25. В случае образования паровоздушной смеси в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании относительно слабым источником (например, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени. При этом амплитуды волны давления малы и могут не приниматься во внимание при оценке поражающего воздействия. В этом случае реализуется так называемый пожар-вспышка, при котором зона поражения высокотемпературными продуктами сгорания паровоздушной смеси практически совпадает с максимальным размером облака продуктов сгорания (т.е. поражаются в основном объекты, попадающие в это облако). Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке R_F определяется формулой:

 

, (П3.67)

 

где R_НКПР - горизонтальный размер взрывоопасной зоны, определяемый по п. 10 настоящего приложения.