Классификация окружающего пространства по степени загроможденности

15. Характером загроможденности окружающего пространства в значительной степени определяется скорость распространения пламени при сгорании облака и, следовательно, параметры волны давления. В зависимости от загроможденности окружающего пространства выделяют четыре класса:

класс I - наличие длинных труб, полостей, каверн, заполненных горючей смесью, при сгорании которой существует возможность формирования турбулентных струй продуктов сгорания, имеющих размеры не менее трех размеров детонационной ячейки данной смеси. Если размер детонационной ячейки для данной смеси неизвестен, то минимальный характерный размер струй принимается равным 5 см для веществ класса 1, 20 см - для веществ класса 2, 50 см - для веществ класса 3 и 150 см - для веществ класса 4;

класс II - сильно загроможденное пространство; наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, лес, большое количество повторяющихся препятствий;

класс III - средне загроможденное пространство: отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк;

класс IV - слабо загроможденное и свободное пространство.

Классификация режимов сгорания облака

16. Для оценки воздействия сгорания облака возможные режимы сгорания разделяют на шесть классов по диапазонам скоростей их распространения следующим образом:

класс 1 - детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с и более;

класс 2 - дефлаграция, скорость фронта пламени 300-500 м/с;

класс 3 - дефлаграция, скорость фронта пламени 200-300 м/с;

класс 4 - дефлаграция, скорость фронта пламени 150-200 м/с;

класс 5 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

u = k₁M^1/6,                                                        (П4.37)

где k₁ - константа, равная 43;

М - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг;

класс 6 - дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

u = k₂M^1/6,                                                       (П4.38)

где k₂ - константа, равная 26;

М - масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг.

17. Ожидаемый режим сгорания облака определяется с помощью табл. П4.3 в зависимости от класса горючего вещества и класса загроможденности окружающего пространства.

Таблица П4.3

При определении максимальной скорости фронта пламени для режимов сгорания классов 2-4 дополнительно рассчитывается видимая скорость фронта пламени по соотношению (П4.37), В том случае, если полученная величина больше максимальной скорости, соответствующей данному классу, она принимается по формуле (П4.37).

Расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн давления

18. Параметры воздушных волн давления (избыточное давление DР и импульс фазы сжатия I⁺) в зависимости от расстояния от центра облака рассчитываются исходя из ожидаемого режима сгорания облака.

Рекомендуется производить расчет избыточного давления до значений, не превышающих 3 кПа (см. табл. П6.1 прил. 6 к настоящему Пособию).

Класс 1 режима сгорания облака

19. Рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по формуле

R_x = R/(E/P₀)^1/3,                                              (П4.39)

где R - расстояние от центра облака, м;

P₀ - атмосферное давление, Па;

Е - эффективный энергозапас смеси, Дж.

Величины безразмерного давления Р_х и импульс фазы сжатия I_х определяются по формулам (для газопаровоздушных смесей)

ln(Р_х) = -1,124 - 1,66(ln(R_x)) + 0,260(ln(R_x))²;                          (П4.40)

ln(I_х) = -3,4217 - 0,898(ln(R_x)) - 0,0096(ln(R_x))².                          (П4.41)

Формулы (П4.40), (П4.41) справедливы для значений R_x > 0,2. В случае, если R_x < 0,2, то R_x = 18, а в формулу (П4.41) вместо R_x подставляется величина R_x = 0,14.

Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам:

DP = P_xP₀;                                                    (П4.42)

I⁺= I_x E^1/3/С₀.                                             (П4.43)