3. Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве

Исходя из рассматриваемого сценария аварии определяется масса горючих газов и паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с разделами (2.1 и 2.2).

Величину избыточного давления ∆Р, кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей,определяют по формуле:

(1.17)

Приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле:

, (1.18)

где Q - удельная теплота сгорания газа, ; J - коэффициент участия горючих газов в горении = 0,1; .

Величину импульса волны давления i, , вычисляют по формуле:

(1.19)

1.3 Метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей

Количество поступивших веществ, которые могут образовать горючие пылевоздушные смеси, определяется исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный сброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.

Масса пыли, поступившей в окружающее пространство при аварии, определяется по формуле:

М_n=М_вз+М_ав (1.20)

Величина М_вз определяется по формуле:

(1.21)

где К_вз=0,9 .

Величина М_ав определяется по формуле:

(1.22)

где К_n - коэффициент пыления: 0,5 - для пыли с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - менее 350 мкм.

Избыточное давление ∆Р для горючих пылей рассчитывается по формуле (1.17).

Приведенную массу, m_пр, кг, определяют по формуле:

. (1.23)

где М_п - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающую среду, кг; z – коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать 0,1; Н_Т – теплота сгорания пыли, Дж∙кг^-1; Н_ТО – константа, принимаемая равной 4,6∙10⁶ Дж∙кг^-1.

Величину импульса волны давления i, , вычисляют по формуле (1.19).

1.4 Метод расчета интенсивности теплового излучения

Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара:

• пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или ГП;

• крупномасштабное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.

Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.

Интенсивность теплового излучения для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле:

(1.24)

Значение Е₁ принимается на основе экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив Е₁ приведены в табл. 1.3.

При отсутствии данных допускается принимать величину Е₁=100 для СУГ, 40 для нефтепродуктов и для твердых материалов.

Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формуле:

( 1.25)

Факторы облученности для вертикальных и горизонтальных (F_H) площадок определяют по формулам:

(1.26)

(1.27)

A = (h²+s²+l)/(2s) . ( 1.28)

B = (1+S²)/(2s). ( 1.29)

S = 2r/d. ( 1.30)

h = 2H/d . ( 1.31)

Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:

(1.32)

Интенсивность теплового излучения , м ^-2, для «огненного шара» вычисляют по формуле (1.24).

Величину E₁ определяют на основе экспериментальных данных. Допускается принимать E₁ равным 450 кВт∙м ^-2.

Значение F_q вычисляют по формуле:

(1.33)

Эффективный диаметр «огненного шара» D_S определяют по формуле:

(1.34)

где m_г.в. - 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, с, определяют по формуле:

(1.35)

Коэффициент пропускания атмосферы τ рассчитывают по формуле:

. (1.36)