Интенсивность теплового излучения

Интенсивность теплового излучения q, кВт*м^-2, для "огненного шара" вычисляют по формуле:

,

где: E_f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт*м^-2;

F_q - угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение E_f принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Е_f равным 450 кВт x м^-2.

Значение F_q вычисляют по формуле:

,

где: H - 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 определяют по формуле:

,

где m - масса горючего вещества, кг.

Величину Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной D_s/2.

Время существования "огненного шара" t_s, c, определяют по формуле:

.

Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывают по формуле:

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Среднеповерхностную плотность теплового излучения пламени допускается принимать равной 450 . При необходимости можно ввести другое значение, кликнув на галочку рядом с полем ввода.

2. Масса горючего вещества вводится конкретным значением, либо определяется по объему резервуара, его заполнению и плотности жидкой фазы горючего вещества. Для выбора того или иного метода расчета массы горючего вещества нужно активизировать один из двух соответствующих переключателей.

3. По умолчанию высота центра “Огненного Шара” принимается равной половине эффективного диаметра “Огненного Шара”. При необходимости можно ввести значение самостоятельно, убрав галочку рядом с полем ввода данных.

4. Вводим расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром “Огненного Шара”.

5. Нажимаем кнопку “Вычислить” или клавишу “Enter”. Программа отобразит искомые значения в области “Результаты расчета”.

6. Чтобы сохранить полученные результаты в файл, нужно выбрать пункт меню “Файл” – “Сохранить”. В открывшемся окне ввести название файла и нажать кнопку “Сохранить”.

3.2 Пример расчёта для резервуарного парка с резервуарами Л-100

Площадь территории резервуарного парка составляет – 1122 м². Огорожен по периметру забором – сетка рабица высотой 1,5 м, и бордюром высотой 0,15 м.

На территории резервуарного парка имеется 6 стальных, цилиндрических, надземных, сварных резервуара лежака емкостью по 100 м³ каждый, причем в 4-х из них храниться растворитель уайт-спирит, а в 2-х бензин растворитель. Емкости обслуживают 2 машиниста.

При сливо – наливных работах происходит полная разгерметизация резервуара, на подстилающую поверхность проливается 68800 кг. бензина растворителя. Принимаем следующий сценарий аварийной ситуации: С 1 – 1

Исходные данные:

Определим объем пролитой жидкости V_ж и площадь разлива F_и поступившего при расчетной аварии топлива определяются в соответствии с положениями п. 3.2 НПБ 105-03:

Площадь разлива принимается F_и = 1600 м².

Эффективный диаметр пролива D_э = 204 м.

Интенсивность воздействия поражающего фактора, возникающего при горении пожара пролива - термического (теплового) поражения определяется двумя факторами:

- площадью пролива;

- удельной массовой скоростью выгорания опасного продукта с поверхности пролива.

Основным поражающим фактором при авариях с возникновением пожаров проливов, является тепловое излучение, как в площади горения, так и в некотором удалении от фронта пламени. Пороговые значения интенсивности теплового излучения и расчётные расстояния удаления границ зон смертельного поражения при пожаре пролива, происшедшем в результате разгерметизации емкости, представлены ниже в таблице 10 и на рисунке 7.

В результате расчетов было установлено, что площадь разлива бензина растворителя превышает площадь территории резервуарного парка, при воспламенении существует вероятность поражения персонала, попавшего в очаг пожара. В ветреную погоду пламя будет наклоняться в направлении ветра, и зона возможного поражения людей может увеличиваться на расстояние, приблизительно равное высоте пламени. Возможность управления процессом будет ограничена зоной пожара.

Рисунок 1 - расчёт интенсивности теплового излучения при реализации сценария С 1 – 1.

Результаты расчёта вероятных зон действия теплового излучения

Таблица 1

3.3 Расчет вероятных зон действия теплового излучения при пожаре пролива ЛВЖ и ГЖ

Пожар пролития определяется как разлитие воспламеняющейся жидкости, горящей устойчивым диффузионным пламенем газа, испаряющегося с поверхности жидкости.

Пожар пролива в основном происходит после того, как жидкость выбрасывается на поверхность, форма и глубина определяются особенностями места пролива.

Характер пожаров проливов может изменяться во времени. С высокой долей вероятности можно выделить индукционный период, в течение которого скорость горения увеличивается по мере того, как возрастающая интенсивность теплового излучения повышает скорость испарения и стационарный период, при котором достигается равновесие.

Расчет интенсивности теплового излучения при пожаре пролива ЛВЖ и ГЖ производится по ГОСТ Р 12.3.047-98, по программе МЧС (Pressure и FireBall).

3.4 Расчёт тротилового эквивалента и радиусов зон разрушений

Расчёт тротилового эквивалента и радиусов зон разрушений проводиться по ГОСТ Р 12.3.047-98, по программе МЧС (Damage).

Для оценки уровня воздействия взрыва применяется тротиловый эквивалент.

Тротиловый эквивалент - это количество тринитротолуола (тротила, ТНТ), имеющее с рассматриваемым явлением какую-то равную количественную характеристику. Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды W_Т (кг),определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков:

где: 0,4 - доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

0,9 - доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

q' - удельная теплота сгорания парогазовой среды;

q_T - удельная энергия взрыва ТНТ;

z - доля приведённой массы парогазовых веществ, участвующих во взрыве;

т - масса вещества в аппарате.

Зоной разрушения считается площадь с границами, определяется радиусами R, центром которой является рассматриваемый технологический блок. Радиус зоны разрушения (м) в общем виде определяется выражением:

R = K , (2)

где: К - безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект.

Рисунок 2 - Радиус зон разрушения при реализации сценария С 5 – 4

Т. о, после проведённых расчётов, видно что в зону возможных разрушений попадает вся территория рассматриваемого объекта.

3.5 Результаты расчётов радиусов разрушений и характеристики повреждений зданий

масса опасного вещества (газ), поступившего в окружающую среду в результате полного разрыва газопровода:

М = 35,8 кг.

Тротиловый эквивалент взрыва парогазовоздушной среды будет равным:

W_T = 88,004 кг.

Характеристика повреждений зданий, сооружений и оборудования при реализации сценария С 5 – 4 представлена в таблице 2

Характеристика повреждения зданий и сооружений

Таблица 2