Горіння парогазоповітряні хмари

Великомасштабне дифузійне горіння парогазоповітряні (ПГВ) хмари, що реалізовується при розгерметизації резервуара з горючою рідиною або газом під тиском, носить назву "вогненну кулю". Щільність теплового потоку, що падає з поверхні "вогненної кулі" на елементарну площадку на поверхні мішені q пад (кВт / м 2), дорівнює

(5.81)

де q соб - щільність потоку власного випромінювання "вогненної кулі", кВт / м 2 (допускається приймати рівною 450 кВт / м 2); (р - кутовий коефіцієнт випромінювання з "вогненної кулі" на єдиний майданчик на опромінюваної поверхні; X - відстань від точки на поверхні землі безпосередньо під центром "вогняної кулі" до об'єкта, що опромінюється, м; Н - висота центру "вогненної кулі", м, яку допускається приймати рівною 0,5D еф; D еф - ефективний діаметр "вогняної кулі", м, що визначається за формулою

(5.82)

де т - маса горючої речовини, кг.

Кутовий коефіцієнт випромінювання з "вогненної кулі" на одиничну площадку на опромінюваної поверхні при Н- 0,5D еф визначається за формулою

(5.83)

Час існування "вогненної кулі" τ (с) розраховується за формулою

(5.84)

Розрахувавши значення q пад і τ за формулами (5.81) і (5.84), нескладно за формулою (5.73) визначити величину пробитий-функції, а по табл. П. 1 ймовірність летального результату при термічному ураженні Р пір.

Приклад 11. Для умов прикладу 10 прийняти, що джерело запалювання в обваловки (F ОВЛ = 6400 м 2) відсутня і нафту випаровується з утворенням паровоздушного хмари, яка запалюється з утворенням вогненної кулі. Температура повітря Т в = 30 ° С.

Визначити ймовірність летального ураження людей, що знаходяться на різній відстані від центру вогненної кулі.

Рішення.

1. Πο формулою (5.61) знайдемо тиск насичених парів нафти (М = 240 кг / кмоль, L кип = 345400 кДж / кг, L кип = 57 ° С)

2. Інтенсивність випаровування нафти за формулою (5.60) дорівнює

3. Беручи час випаровування нафти рівним τ = 3 600 с, знайдемо масу надійшли в атмосферу парів нафти за формулою (5.59):

4. За формулою (5.82) знайдемо ефективний діаметр "вогняної кулі" D еф.

5. Час існування "вогненної кулі" τ знайдемо за формулою (5.84):

6. За формулою (5.83) знайдемо кутові коефіцієнти випромінювання з вогненної кулі на елементарну площадку на поверхні мішені (людини), що знаходиться на відстанях X, рівному 100, 150 і 200 м від центру вогненної кулі (при Η = 0,5D еф). Результати розрахунків зведемо в таблицю.

X, м

100

150

200

φ

0,046

0,018

0,0087

7. За формулою (5.81) знайдемо значення щільності теплового потоку падаючого випромінювання на вищевказаних відстанях від центру "вогненної кулі", приймаючи q соб = 450 кВт / м 2.

X, м

100

150

200

q упав, кВт / м 2

20

7,5

3,4

Як видно з наведених результатів, безпечну відстань для людини від центру, при якому щільність падаючого теплового потоку менше 4,0 кВт / м 2, становить 200 м.

Визначимо ймовірність летального ураження людей, використовуючи формулу (5.73) для визначення пробитий-функції і табл. П.1 для знаходження Р см. Результати розрахунків також представимо у вигляді таблиці.

X, м

100

150

200

Рr

6,6

3,2

0,56

P злодій,%

95

4

73

Горіння одиночних будівель і промислових об'єктів

Розрахунок протяжності зон теплового впливу R (м) при горінні будівель і промислових об'єктів здійснюється за формулою

(5.85)

де q С6 - щільність потоку власного випромінювання полум'я пожежі, кВт / м 2 (табл. 5.29); q кр - критична щільність потоку випромінювання полум'я пожежі, падаючого на опромінюється поверхню і приводить до тих чи інших наслідків, кВт / м 2 (табл. 5.30); R * - наведений розмір вогнища горіння, м, рівний - для палаючих будівель, (1,75 ... 2,0) - для штабеля пиленого лісу і 0,8D рез - для горіння нафтопродуктів в резервуарі; L, h - довжина з боку горіння і висота об'єкта горіння, м; D рез - діаметр резервуара, м.

Таблиця 5.29

Теплотехнічні характеристики матеріалів і речовин

Речовини, матеріали

Масова швидкість вигоряння, V Виг, кг / (м 3 · с)

Теплота горіння, Q t, кДж / кг

Щільність потоку полум'ї пожежі, q соб кВт / м 3

Ацетон

0,047

28400

1 200

Бензол

0,08

30500

2500

Бензин

0,05

44000

1780-2200

Гас

0,05

43000

1 520

Мазут

0,013

40000

1 300

Нафта

0,02

43700

874

Деревина

0,015

19000

260

Каучук натуральний

0,013

42000

460

Пиломатеріали

0,017

14000

150

Таблиця 5.30

Значення часу (с) теплового опромінення, викликає вражаючий ефект, при різних критичних значеннях щільності потоку падаючого випромінювання (q кр)

q кр, кВт / м 3

Опік людини

Займання ГР

Займання

ЛЗР

Займання

деревини

I ступеня

II ступеня

40

Менш 1,0

Менш 1,0

180

-

-

35

Менш 1,0

Менш 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

Безпечно

Безпечно

-

-

-

Примітка. ГР - горючі рідини та речовини (мазут, торф, масло тощо); ЛЗР - легко займисті рідини (ацетон, бензол, спирт).

Приклад 12. На дерев'яному складі розміром 10x5x3 м виникла пожежа.

Визначити найменшу безпечне за термічному впливу на людину відстань від палаючої будівлі.

Рішення.

Безпечне для людини відстань від палаючої будівлі визначимо за формулою (5.85), приймаючи наведені розміри вогнища ураження рівними з боку довжини складу - (м), з боку ширини складу - 3,87 (м). Щільність потоку власного випромінювання полум'я пожежі для деревини знаходимо за табл. 5.29 - q соб = 260 кВт / м 2, а критичну щільність потоку випромінювання полум'я пожежі, безпечну для людини, по табл. 5.30 - q кр = 1,5 кВт / м 2:

тобто найбільшу безпечну відстань, рівне 20 м, буде з боку довжини складу.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >