Классы 2-6 режима сгорания облака

20. Рассчитывается безразмерное расстояние R_x от центра облака по формуле (П4.39). Рассчитываются величины безразмерного давления  и импульса фазы сжатия  по формулам:

;                                      (П4.44)

;                             (П4.45)

,                                                 (П4.46)

где s - степень расширения продуктов сгорания (для газопаровоздушных смесей допускается принимать равной 7, для пылевоздушных смесей - 4);

u - видимая скорость фронта пламени, м/с,

В случае дефлаграции пылевоздушного облака величина эффективного энергозапаса умножается на коэффициент (s - 1)/s.

Формулы (П4.44), (П4.45) справедливы для значений R_x больших величины  = 0,34, в случае, если R_x <  в формулы (П4.44), (П4.45) вместо R_x подставляется величина .

Различные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам (П4.42), (П4.43). При этом в формулы (П4.42), (П4.43) вместо Р_х и I_x подставляются величины  и .

V. Параметры волны давления при взрыве резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом и воздействии на него очага пожара

21. Избыточное давление DР и импульс I⁺ в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом (далее -СУГ) в очаге пожара, определяются по формулам:

;                                       (П4.47)

;                                                     (П4.48)

,                                                 (П4.49)

где r - расстояние от центра резервуара, м;

E_eff - эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле

E_eff = kС_рm(Т - Т_b),                                                (П4.50)

где k - доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5);

С_р - удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг×К));

m - масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;

Т - температура жидкой фазы, К;

Т_b - нормальная температура кипения, К.

При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) величина Т определяется по формуле

,                                            (П4.51)

где P_val - давление срабатывания предохранительного устройства;

A, В, С_А - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочной литературе. Единицы измерения P_val (кПа, мм рт.ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.

VI. Интенсивность теплового излучения

22. В настоящем разделе приводятся методы расчета интенсивности теплового излучения от пожара пролива на поверхность, огненного шара, а также радиуса воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в случае пожара-вспышки.

Пожар пролива

23. Интенсивность теплового излучения q, кВт/м², для пожара пролива ЛВЖ, ГЖ, сжиженного природного газа (далее - СПГ) или СУГ определяется по формуле

q = E_fF_qt,                                                      (П4.52)

где E_f - среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м²;

F_q - угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение E_f принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или по табл. П4.4.

При отсутствии данных для нефти и нефтепродуктов допускается величину E_f, кВт/м² определять по формуле

E_f = 140е^-0,12d + 20(1 - е^-0,12d),                                        (П4.53)

где d - эффективный диаметр пролива, м.

Таблица П4.4

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

Примечание. Для диаметров очага менее 10 или более 50 м следует принимать E_f такой же, как и для очагов диаметром 10 и 50 м соответственно.

При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей допускается величину E_f, кВт/м², определять по формуле

,                                                 (П.4.53.1)

где m' - удельная массовая скорость выгорания, кг/(м²×с);

Н_сг - удельная теплота сгорания, кДж/кг;

L - длина пламени, м.

При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей допускается величину m', кг/(м²×с) определять по формуле

,                                             (П4.53.2)

где L_g - удельная теплота испарения жидкости, кДж/кг;

С_р -удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг×К);

Т_b - температура кипения жидкости при атмосферном давлении, К;

Т_а - температура окружающей среды, К.

Для многокомпонентных смесей жидкостей допускается определение значений E_f и m' по компонентам, для которых величины E_f и m' максимальны.

Угловой коэффициент облученности F_q определяется по формуле

F_q = ,                                                    (П4.54)

где F_V, F_H - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые для площадок, расположенных в секторе 90° в направлении наклона пламени, по следующим формулам:

 (П4.55)

(П4.56)

;                                                (П4.57)

;                                             (П4.57.1)

;                       (П4.57.2)

;                       (П4.57.3)

;                              (П4.57.4)

;                                         (П4.57.5)

;                                       (П4.57.6)

,                                        (П4.57.7)

где Х - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м;

d - эффективный диаметр пролива, м;

L - длина пламени, м;

q - угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра, рад.

Для площадок, расположенных вне указанного сектора, а также в случае отсутствия ветра факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок рассчитываются по формулам (П4.55)-(П4.57.7) и П4.59.1, принимая q = 0.

Эффективный диаметр пролива d, м, рассчитывается по формуле

,                                                         (П4.58)

где F - площадь пролива, м².

Длина пламени L, м, определяется по формулам:

- при u_* ³ 1

;                                           (П4.59)

- при u_* < 1

;                                          (П4.59.1)

,                                                      (П4.60)

где m' - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м²×с);

r_а - плотность окружающего воздуха, кг/м³;

r_п - плотность насыщенных паров топлива при температуре кипения, кг/м³;

w₀ - скорость ветра, м/с;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра q, рад, рассчитывается по формуле

                                             (П4.61)

Коэффициент пропускания атмосферы t для пожара пролива определяется по формуле

t = ехр[-7×10^-4(Х - 0,5d)].                                              (П4.62)

Огненный шар

24. Интенсивность теплового излучения q, кВт/м², для огненного шара определяется по формуле (П4.52).

Величина Е_f определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Е_f равной 350 кВт/м².

Значение F_q определяется по формуле

,                                              (П4.63)

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, м, определяется по формуле

D_S = 6,48m^0,325,                                               (П4.64)

где m - масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг.

Величину H допускается принимать равной D_S.

Время существования огненного шара t_S, с, определяется по формуле

t_S = 0,852m^0,26.                                             (П4.65)

Коэффициент пропускания атмосферы t для огненного шара рассчитывается по формуле

t = .                          (П4.66)