ТЕКСТ Работы Дрозд Е. (1194817), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

где fр – коэффициент разлития м^-1, (при проливе на спланированное грунтовое покрытие принимается равным 20);

V_Ж – объем вылившейся жидкости, принимаем объем цистерны 60 м³.

,

F = 1200 м^{2 ,}

Т – продолжительность испарения паров ЛВЖ в открытое пространство, принимается Т = 3600 с согласно ФНИП «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»

W — Интенсивность испарения, кг/(с·м²), определяют по ГОСТ Р 12.3.047-2012 приложение И. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ, при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле (Формула 2.8 применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С) :

,

где – коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, при проливе жидкости вне помещения 1;

М — молярная масса жидкости, кг/кмоль для бензина М=98,2 кг/кмоль;

P_H — давление насыщенного пара при расчетной температуре t_р, определяемый расчетным путем по формуле 2.9:

,

где t_p —расчетная температура;

За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура наружного воздуха для данной климатической зоны, установленная строительными нормами.

Принимаем t_p = 36 °С для Холмска. Из справочной литературы находим значения констант Антуана А=4,12311, В=664,976 и С_А=221,695 и расчетным путем, определяем:

,

Подставляем найденное значение и рассчитываем интенсивность испарения нефтепродукта по формуле 2.8:

Масса испарившегося вещества (кг), образующее облако паровоздушной смеси:

скорость фронта пламени определяется по формуле 2.34:

Рассчитывается безразмерное расстояние от центра облака по формуле 2.36:

, (2.36)

где - расстояние от центра облака, м;

- атмосферное давление, Па;

- эффективный энергозапас смеси, Дж, который определяется по формуле 2.37:

, (2.37)

где масса горючего вещества, содержащегося в облаке , с концентрацией между нижним и верхним концентрационным пределом распространения пламени. Допускается величину принимать равной массе горючего вещества, содержащегося в облаке, с учетом коэффициента участия горючего вещества во взрыве. При отсутствии данных коэффициент может быть принят равным 0,1, формула 2.38;

, (2.38)

где удельная теплота сгорания горючего вещества по справочным данным для бензина E_УД = 43641 кДж/кг;

С_г – концентрация горючего вещества в смеси может быть найдена по формуле 2.39:

, (2.39)

где - давление насыщенных паров при расчетной температуре (находится по справочной литературе), кПа кПа;

• - атмосферное давление, равное 101 кПа;

С_ст – стехиометрическая концентрация горючего вещества с воздухом:

,

где – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

, , , - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

формула бензина летнего

Рассчитываются величины безразмерного давления ( ) и импульса фазы сжатия по формулам 2.40-2.42:

, (2.40)

, (2.41)

, (2.42)

где - степень расширения продуктов сгорания (для газо-, паровоздушных смесей допускается приниматься равным 7, для пылевоздушных смесей 4);

- видимая скорость фронта пламени, м/с;

, скорость звука в воздухе (обычно принимается равной 340 м/с) [22].

Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия определяются по формулам 2.43-2.44:

, (2.43)

(2.44)

При этом в формулы вместо и подставляются величины и

Расчет параметров волны давления при взрыве резервуара с перегретой жидкостью при воздействии на него очага пожара.

Рассчитываем параметры волны давления при взрыве резервуара с перегретой жидкостью при воздействии на него очага пожара

Избыточное давление p, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле 2.45:

, (2.45)

где р₀ — атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r — расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

m_пp — приведённая масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле 2.46:

, (2.46)

где Eeff — эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле 2.47:

, (2.47)

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

– удельная теплоемкость жидкой фазы, Дж/кг К (допускается принимать равной 2000 Дж/кг К);

– масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;

– температура жидкой фазы, соответствующая температуре насыщенного пара при давлении срабатывания предохранительного клапана, К;

– нормальная температура кипения, К.

Методом подбора находятся расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, при заданном избыточном давлении [29].

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.11.

Таблица 2.11

Радиусы разрушений при взрыве

Характеристика поражающего действия избыточного давления	Критическое значение избыточного давления, кПа	Радиус (расстояниеот геометрического центрагазопаровоздушного облака), м
Тяжелые разрушения зданий	100	20
Средние разрушения зданий	53	28
Слабые разрушения зданий	28	41
Умеренные повреждения зданий	12	73
Нижний порог повреждения человека 100% расстекление зданий	5	145

Оценка факторов, связанных с возникновением «огненного шара»

"Огненный шар" представляет собой горящую в диффузионном режиме массу топлива, длительность такого горения может составлять до нескольких десятков секунд, а радиус поражения до нескольких сот метров (для массы топлива в несколько десятков тонн).

"Огненный шар" образуется в ходе эскалации аварии, для его возникновения необходимо сочетание целого ряда неблагоприятных факторов. Прежде всего, емкость с нефтепродуктами должна оказаться в зоне интенсивного нагрева. Интенсивное воздействие излучения, либо омывающего пламени, приводит к нагреву жидкой фазы и ее испарению. На этой стадии, если проводить интенсивное охлаждение цистерны, либо если произойдет существенная разгерметизация (например, откроется люк), то огненный шар не сможет образоваться. Если же емкость долгое время находится в пожаре и при этом она не охлаждается и из нее не происходит выбросов, достаточных для сброса давления, то пары нефтепродуктов в цистерне существенно повысят давление и жидкая фаза перейдет в перегретое состояние.

Одновременно под воздействием температуры происходит ослабление стенок цистерны. В таких условиях механические напряжения в стенках ёмкости могут превысить предел прочности, что приведет к разрушению. При разрушении цистерны, происходит сброс давления, с образованием ударной волны [26].

В результате масса перегретого продукта оказывается в обширном открытом очаге горения, при этом происходит вскипание и интенсивное парообразование, как за счет существовавшего на момент разрушения емкости перегрева, так и за счет тепла, подводимого от продолжающегося пожара. Вследствие этого образовавшееся газокапельное облако (аэрозоль) быстро расширяется в объеме, при этом основная часть топлива в облаке (газокапельная взвесь продукта) находится при концентрациях выше верхнего концентрационного предела горения, лишь на границе облака происходит смешение продукта с воздухом и образуется смесь, способная воспламениться. Поскольку выброс происходит на месте сильного пожара, то именно на границе и происходит его воспламенение.

Далее происходит горение на поверхности, разделяющей область с высокой концентрацией аэрозоля и атмосферный воздух (именно такое горение и называют диффузионным), происходит в условиях расширяющегося облака, причем дополнительным фактором, способствующим испарению капель жидкого продукта и расширению облака, является тепло, выделяющееся при горении. В результате устанавливается процесс с положительной обратной связью: расширяющийся газ способствует интенсификации горения, а интенсификация горения сопровождается увеличением скорости энерговыделения, что, в свою очередь ведет к еще более интенсивному испарению капель жидкости и расширению облака.

Описанный процесс получил в научной литературе название BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion – взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости). Как уже отмечалось выше, такое горение может продолжаться десятки секунд и внешне выглядит как огромный огненный шар, формирующийся на поверхности земли, а затем поднимающийся вверх в виде грибовидного облака.

Поражающими факторами при возникновении огненного шара являются пламя и горячие продукты горения, которые при расширении облака могут накрыть близлежащие объекты, кроме того, с поверхности огненного шара идет интенсивное тепловое излучение – до нескольких сот киловатт на квадратный метр, которое также является поражающим фактором [30].

Интенсивность теплового излучения q, кВт/м², рассчитывается по формуле 2.11:

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

Характеристики

Список файлов ВКР