Прогнозирование и оценка последствий аварийных взрывов топливовоздушных смесей

Эффективный энергозапас топливовоздушной смеси рассчитываются по формуле:

                                               Е = 2М ·q ·С /С ,                             (5)

По формуле (5) определяем эффективный энергозапас топливовоздушной смеси

(Дж)

Задание 3. Рассчитать расстояние при взрыве.

Безразмерное расстояние при взрыве рассчитывается по формуле:

                                                  R = R/(E/P ) ,                                (6) 

По формуле (6) определяем безразмерное расстояние при взрыве

       

Задание 4. Рассчитать давление при взрыве.

Безразмерное давление при взрыве рассчитывается по формуле:

                          P = (V /С ) (( - 1)/ ) (0,83/R - 0,14/R ) ,          (7)

По формуле (7) определяем безразмерное давление при взрыве

Находим избыточное давление ∆P (Па) на расстоянии: (Варианты от 30м до 60м) от центра дефлаграции по формуле (расстояние 30 м):

                                   ∆P = 101324 · 0,009= 911 (Па)

Аналогично данному расчету следует определить значения избыточного давления для указанных расстояний и определить зоны опасности. Результаты расчетов привести в таблице 1.

 

Таблица 1. Воздействие на объект избыточного давления ∆P при взрыве топливовоздушной смеси

Воздействие на объект	Избыточное   давление, Па	Радиус   воздействия, м
Средние повреждение зданий; возможна гибель человека от осколков, развалин, разрыв барабанных перепонок, кровотечения в легкие.	1000	30
Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.); возможна потеря слуха, травмы, летальный исход маловероятен.	15000	165
100 % расстекление зданий	7000	390
50 % расстекление зданий	2,5	1140

 

Задание 5. Расчет аварии, связанный с образованием «огненного шара»:

     Поражающее  действие «огненного шара» на человека определяется величиной тепловой энергии (импульсом теплового излучения) и временем существования «огненного шара», а на остальные объекты – интенсивностью его теплового излучения.

Исходные данные:

количество разлившегося при аварии топлива 10,6 м3;

плотность жидкой фазы пропана, rГ = 530 кг/м3;

температура «огненного шара»,  q = 1350 К.

Необходимо определить время существования «огненного шара» и расстояние, при котором импульс теплового излучения соответствует различным степеням ожога человека.

Порядок оценки последствий аварии по ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов»:

Импульс теплового излучения Q, кДж, рассчитывают по формуле:

                                             Q = ts · q ,                                              (8)      

где ts - время существования огненного шара, с;

       q - интенсивность теплового излучения, кВт/м2.

Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара», проводят по формуле:

                                              q = Ef · Fq · t ,                                      (9)

 где Ef - среднеповерхностная плотность теплового излучения, кВт/м2;

       Fq - угловой коэффициент облученности;

      t  - коэффициент пропускания атмосферы.

Ef определяют на основе имеющихся экспериментальных данных, допускается принимать Ef  равным 450 кВт/м2.

Угловой коэффициент облученности рассчитывают по формуле

                                   ,               (10)

где Н- высота центра «огненного шара», м;

Ds - 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» Ds рассчитывают по формуле

                                                Ds =5,33 m 0,327,                                  (11)

   где m - масса горючего вещества, кг.

 H - определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной Ds/2.

Время существования «огненного шара» ts, с, рассчитывают по формуле

                                                  ts = 0,92 m 0,303  ,                              (12)

Коэффициент пропускания атмосферы т рассчитывают по формуле

                                    t = ехр [-7,0 · 10-4 ( - Ds / 2)] ,          (13)

Следует найти массу горючего m в «огненном шаре»

                                     m = 10.6· 600 = 6360 (кг)

По формуле (10) определяем эффективный диаметр «огненного шара»

                               Ds =5,33· 6360 0,327 =93 (м)

По формуле (9), принимая H = Ds /2 = 46 м, следует найти угловой коэффициент облученности, для расстояния r.

Пример расчета:

Расстояние равно 152 см

По формуле (12) следует найти коэффициент пропускания атмосферы

По формуле (9), принимая Ef = 450 кВт/м2, следует найти интенсивность теплового излучения

        

(кВт/м2)

По формуле (11), следует найти время существования «огненного шара»

(с)

Импульс интенсивности теплового излучения можно найти по формуле (8),

(кДж/м2)

Полученный результат свидетельствует о том, что для данного примера на расстоянии 152 метров, люди находящиеся на открытом пространстве в момент происшествия аварии по данному сценарию, получат ожоги первой степени.

Аналогично данному расчету определить значения импульса интенсивности теплового излучения для других расстояний.

Результаты расчетов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Интенсивность и импульс теплового излучения при горении «огненного шара»

Воздействие на объект	Интенсивность теплового излучения, кВт/м2	Импульс теплового излучения, кДж/м2	Расстояние от цистерны, м
Ожог 4-ой степени	49,3	620,6	75
Ожог 3-ей степени	33,1	417	98
Ожог 2-ой степени	12,3	157,3	152
Ожог 1-ой степени	9,8	122	175

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

 

1. Как определить скорость распространения фронта племени?
2. Как определить эффективный энергетический запас топливовоздушной смеси?
3. Что такое интенсивность и импульс теплового излучения?
4. Как рассчитать расстояние при взрыве?
5. Как определить   интенсивность теплового излучения?
6. Интенсивность воздействия избыточного давления на объект?
7. Что представляет безразмерное расстояние при взрыве?