|
< Предыдущая |
Оглавление |
Следующая > |
|---|
Горение парогазовоздушного облака
Крупномасштабное диффузионное горение парогазовоздушного (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 qпад (кВт/м2), равна
(5.81)
где qсоб - плотность потока собственного излучения "огненного шара", кВт/м2 (допускается принимать равной 450 кВт/м2); (р - угловой коэффициент излучения с "огненного шара" на единую 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 0,5Dэф; Dэф - эффективный диаметр "огненного шара", м, определяемый по формуле
(5.82)
где т - масса горючего вещества, кг.
Угловой коэффициент излучения с "огненного шара" на единичную площадку на облучаемой поверхности при Н- 0,5Dэф определяется по формуле
(5.83)
Время существования "огненного шара" τ (с) рассчитывается по формуле
(5.84)
Рассчитав значения qпад и τ по формулам (5.81) и (5.84), несложно по формуле (5.73) определить величину пробит-функции, а по табл. П. 1 вероятность летального исхода при термическом поражении Рпор.
Пример 11. Для условий примера 10 принять, что источник зажигания в обваловке (Fовл = 6400 м2) отсутствует и нефть испаряется с образованием паровоздушного облака, которое воспламеняется с образованием огненного шара. Температура воздуха Тв = 30
Определить вероятность летального поражения людей, находящихся на разном расстоянии от центра огненного шара.
Решение.
1. Πο формуле (5.61) найдем давление насыщенных паров нефти (М = 240 кг/кмоль, Lкип = 345 400 кДж/кг, Lкип = 57
2. Интенсивность испарения нефти по формуле (5.60) равна
3. Принимая время испарения нефти равным τ = 3600 с, найдем массу поступивших в атмосферу паров нефти по формуле (5.59):
4. По формуле (5.82) найдем эффективный диаметр "огненного шара" Dэф.
5. Время существования "огненного шара" τ найдем по формуле (5.84):
6. По формуле (5.83) найдем угловые коэффициенты излучения с огненного шара на элементарную площадку на поверхности мишени (человека), находящейся на расстояниях X, равном 100, 150 и 200 м от центра огненного шара (при Η = 0,5Dэф). Результаты расчетов сведем в таблицу.
|
X, м |
100 |
150 |
200 |
|
φ |
0,046 |
0,018 |
0,0087 |
7. По формуле (5.81) найдем значения плотности теплового потока падающего излучения на вышеуказанных расстояниях от центра "огненного шара", принимая qсоб = 450 кВт/м2.
|
X, м |
100 |
150 |
200 |
|
qпал, кВт/м2 |
20 |
7,5 |
3,4 |
Как видно из приведенных результатов, безопасное расстояние для человека от центра, при котором плотность падающего теплового потока меньше 4,0 кВт/м2, составляет 200 м.
Определим вероятность летального поражения людей, используя формулу (5.73) для определения пробит-функции и табл. П.1 для нахождения Рсм. Результаты расчетов также представим в виде таблицы.
|
X, м |
100 |
150 |
200 |
|
Рr |
6,6 |
3,2 |
0,56 |
|
Pвор, % |
95 |
4 |
73 |
Горение одиночных зданий и промышленных объектов
Расчет протяженности зон теплового воздействия R (м) при горении зданий и промышленных объектов производится по формуле
(5.85)
где qсо6 - плотность потока собственного излучения пламени пожара, кВт/м2 (табл. 5.29); qкр - критическая плотность потока излучения пламени пожара, падающего на облучаемую поверхность и приводящую к тем или иным последствиям, кВт/м2 (табл. 5.30); R* - приведенный размер очага горения, м, равный 
- для горящих зданий, (1,75...2,0) - для штабеля пиленого леса и 0,8Dрез - для горения нефтепродуктов в резервуаре; L, h - длина со стороны горения и высота объекта горения, м; Dрез - диаметр резервуара, м.
Таблица 5.29
Теплотехнические характеристики материалов и веществ
|
Вещества, материалы |
Массовая скорость выгорания, Vвыг, кг/(м3 с) |
Теплота горения, Qt, кДж/кг |
Плотность потока пламени пожара, qсоб кВт/м3 |
|
Ацетон |
0,047 |
28 400 |
1200 |
|
Бензол |
0,08 |
30 500 |
2500 |
|
Бензин |
0,05 |
44 000 |
1780-2200 |
|
Керосин |
0,05 |
43 000 |
1520 |
|
Мазут |
0,013 |
40 000 |
1300 |
|
Нефть |
0,02 |
43 700 |
874 |
|
Древесина |
0,015 |
19 000 |
260 |
|
Каучук натуральный |
0,013 |
42 000 |
460 |
|
Пиломатериалы |
0,017 |
14 000 |
150 |
Таблица 5.30
Значение времени (с) теплового облучения, вызывающею поражающий эффект, при различных критических значениях плотности потока падающего излучения (qкр)
|
qкр , кВт/м3 |
Ожог человека |
Возгорание ГЖ |
Возгорание ЛВЖ |
Возгорание древесины |
|
|
I степени |
II степени |
||||
|
40 |
Менее 1,0 |
Менее 1,0 |
180 |
- |
- |
|
35 |
Менее 1,0 |
Менее 1,0 |
- |
180 |
- |
|
30 |
1,0 |
2,0 |
- |
- |
240 |
|
20 |
2,0 |
3,0 |
- |
- |
600 |
|
15 |
4,0 |
5,0 |
- |
- |
- |
|
10 |
6,0 |
9,0 |
- |
- |
- |
|
5 |
16 |
25 |
- |
- |
- |
|
4,2 |
20 |
40 |
- |
- |
- |
|
1,5 |
Безопасно |
Безопасно |
- |
- |
- |
Примечание. ГЖ - горючие жидкости и вещества (мазут, торф, масло и т.п.); ЛВЖ - легко воспламеняющиеся жидкости (ацетон, бензол, спирт).
Пример 12. На деревянном складе размером 10x5x3 м возник пожар.
Определить наименьшее безопасное по термическому воздействию на человека расстояние от горящего здания.
Решение.
Безопасное для человека расстояние от горящего здания определим по формуле (5.85), принимая приведенные размеры очага поражения равными со стороны длины склада - 
(м), со стороны ширины склада - 
3,87 (м). Плотность потока собственного излучения пламени пожара для древесины находим по табл. 5.29 - qсоб= 260 кВт/м2, а критическую плотность потока излучения пламени пожара, безопасную для человека, по табл. 5.30 - qкр = 1,5 кВт/м2:
т.е. наибольшее безопасное расстояние, равное 20 м, будет со стороны длины склада.
|
< Предыдущая |
Оглавление |
Следующая > |
|---|