ТЕКСТ Работы Дрозд Е.2 (1194818), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Из справочной литературы находимзначения констант Антуана А=4,12311, В=664,976 и СА=221,695 и расчетнымпутем, определяем:Рн  10Подставляемнайденноезначение664, 976  4 ,12311 36 221, 695и 34,8845рассчитываем,интенсивностьиспарения нефтепродукта по формуле 2.8:63W  10-6 98,2  34,8845  0,00035Масса испарившегося вещества (кг), образующее облако паровоздушнойсмеси:m = W  Fи  Т  0,00035 1200  3600  1493,39скорость фронта пламени определяется по формуле 2.34:u  k1  M 1 / 6  43  1493,391 / 6  145,378 м / сРассчитывается безразмерное расстояниеот центра облака по формуле2.36:RX гдеR1 E 3  P0  ,(2.36)- расстояние от центра облака, м;- атмосферное давление, Па;- эффективный энергозапас смеси, Дж, который определяется поформуле 2.37:,где(2.37)масса горючего вещества, содержащегося в облаке , сконцентрацией между нижним и верхним концентрационным пределомраспространения пламени.

Допускается величинупринимать равноймассе горючего вещества, содержащегося в облаке, с учетом коэффициентаучастиягорючегокоэффициентвеществавовзрыве.Приотсутствииданныхможет быть принят равным 0,1, формула 2.38;M Т  m  Z  1493,39  0,1  149,339 ,где удельная теплота сгорания горючего вещества(2.38)по справочнымданным для бензина EУД = 43641 кДж/кг;64Сг – концентрация горючего вещества в смеси может быть найдена поформуле 2.39:CГ где100  PHP0 ,(2.39)- давление насыщенных паров при расчетной температуре(находится по справочной литературе), кПаРн  34,8845 кПа;- атмосферное давление, равное 101 кПа;CГ 100  34,88 34,53101Сст – стехиометрическая концентрация горючего вещества с воздухом:ССТ   nc гдеnH  n X n0421001  4,84   ,– стехиометрический коэффициент кислорода вреакции сгорания;,,,- число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;формула бензина летнего  nc C7.824H13.706nH  n X n013,706 7,824  11,25424ССТ E  M Т  ЕУД 100 1,8031  4,84  11,25ССТ1,803 149,339  43641  340304,02кДжСГ34,53RX RE  P0 13501 3,335 340304  3 101 Рассчитываются величины безразмерного давления (фазы сжатия) и импульсапо формулам 2.40-2.42:65 u 2    1  0,83 0,14 PX 1   2  2 CRRX  X 0,(2.40),(2.41),где-степеньпаровоздушныхрасширениясмесейпродуктовдопускается(2.42)сгоранияприниматься(дляравнымгазо-,7,дляпылевоздушных смесей 4);- видимая скорость фронта пламени, м/с;, скорость звука в воздухе (обычно принимается равной 340 м/с) [22]. 145,3782  7  1  0,830,14PX 1   3402  7  3,355 3,3552W  0,03703145,378  7  1   0,3665340  7 I X 1  0,05887Размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатияопределяются по формулам 2.43-2.44:,(2.43)(2.44)При этом в формулы вместоиподставляются величиныиP  3,739597I   0,02622Расчет параметров волны давления при взрыве резервуара сперегретой жидкостью при воздействии на него очага пожара.66Рассчитываем параметры волны давления при взрыве резервуара сперегретой жидкостью при воздействии на него очага пожараИзбыточноеp,давлениекПа,развиваемоеприсгораниигазопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле 2.45:0 , 330 , 66 0,8mпр3mпр5mпр p  p023 rrr,(2.45)где р0 — атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101кПа);r — расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака,м;mпp—приведённаямассагазаилипара,кг,рассчитаннаяпо формуле 2.46: Еeff  6mпр  10 4,52 ,(2.46)где Eeff — эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле2.47:Eeff  k  CP  m  (T  Tb )где,(2.47)– доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5);– удельная теплоемкость жидкой фазы, Дж/кг К (допускаетсяпринимать равной 2000 Дж/кг К);– масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;– температуражидкойфазы,соответствующаятемпературенасыщенного пара при давлении срабатывания предохранительного клапана,К;– нормальная температура кипения, К.Eeff  0,5  2000  60000  (340  307)  1,98 *109 1,98  109mпр  6 4,52  10  438,053670, 330, 66 0,8mпр3mпр5mпр p  p0 2  3  rrr Методом подбора находятся расстояние от геометрического центрагазопаровоздушного облака, при заданном избыточном давлении [29].Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.11.Таблица 2.11Радиусы разрушений при взрывеКритическоеХарактеристика поражающегоизбыточногодействия избыточного давлениякПаРадиус (расстояниеотзначениегеометрическогодавления,центрагазопаровоздушногооблака), мТяжелые разрушения зданий10020Средние разрушения зданий5328Слабые разрушения зданий2841Умеренные повреждения зданий1273Нижнийчеловеказданий5145порог100%повреждениярасстеклениеОценка факторов, связанных с возникновением «огненного шара»"Огненный шар" представляет собой горящую в диффузионном режимемассу топлива, длительность такого горения может составлять до несколькихдесятков секунд, а радиус поражения до нескольких сот метров (для массытоплива в несколько десятков тонн)."Огненный шар" образуется в ходе эскалации аварии, для еговозникновениянеобходимосочетаниецелогоряданеблагоприятныхфакторов.

Прежде всего, емкость с нефтепродуктами должна оказаться в зонеинтенсивногонагрева.Интенсивноевоздействиеизлучения,либоомывающего пламени, приводит к нагреву жидкой фазы и ее испарению. Наэтой стадии, если проводить интенсивное охлаждение цистерны, либо еслипроизойдет существенная разгерметизация (например, откроется люк), тоогненный шар не сможет образоваться. Если же емкость долгое времянаходится в пожаре и при этом она не охлаждается и из нее не происходит68выбросов, достаточных для сброса давления, то пары нефтепродуктов вцистерне существенно повысят давление и жидкая фаза перейдет вперегретое состояние.Одновременно под воздействием температуры происходит ослаблениестенок цистерны.

В таких условиях механические напряжения в стенкахёмкости могут превысить предел прочности, что приведет к разрушению.При разрушении цистерны, происходит сброс давления, с образованиемударной волны [26].В результате масса перегретого продукта оказывается в обширномоткрытом очаге горения, при этом происходит вскипание и интенсивноепарообразование, как за счет существовавшего на момент разрушенияемкости перегрева, так и за счет тепла, подводимого от продолжающегосяпожара. Вследствие этого образовавшееся газокапельное облако (аэрозоль)быстро расширяется в объеме, при этом основная часть топлива в облаке(газокапельная взвесь продукта) находится при концентрациях вышеверхнего концентрационного предела горения, лишь на границе облакапроисходит смешение продукта с воздухом и образуется смесь, способнаявоспламениться.

Поскольку выброс происходит на месте сильного пожара, тоименно на границе и происходит его воспламенение.Далее происходит горение на поверхности, разделяющей область свысокой концентрацией аэрозоля и атмосферный воздух (именно такоегорениеиназываютрасширяющегосядиффузионным),облака,причемпроисходитдополнительнымвусловияхфактором,способствующим испарению капель жидкого продукта и расширениюоблака,являетсятепло,выделяющеесяпригорении.В результатеустанавливается процесс с положительной обратной связью: расширяющийсягаз способствует интенсификации горения, а интенсификация горениясопровождается увеличением скорости энерговыделения, что, в свою очередьведет к еще более интенсивному испарению капель жидкости и расширениюоблака.69Описанный процесс получил в научной литературе название BLEVE(Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion – взрыв расширяющихся пароввскипающей жидкости).

Как уже отмечалось выше, такое горение можетпродолжаться десятки секунд и внешне выглядит как огромный огненныйшар, формирующийся на поверхности земли, а затем поднимающийся вверхв виде грибовидного облака.Поражающими факторами при возникновении огненного шара являютсяпламя и горячие продукты горения, которые при расширении облака могутнакрыть близлежащие объекты, кроме того, с поверхности огненного шараидет интенсивное тепловое излучение – до нескольких сот киловатт наквадратный метр, которое также является поражающим фактором [30].Интенсивность теплового излучения q, кВт/м2, рассчитывается поформуле 2.11:q  E f  Eq ВеличинаEfопределяется на основе имеющихся экспериментальныхданных. Допускается приниматьЗначениеEqравной 350 кВт/м2.определяется по формуле:Eq гдеEfDS24  (H 2  r 2 ) ,(2.48)- высота центра огненного шара, м;- эффективный диаметр огненного шара, м;- расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности землинепосредственно под центром огненного шара, м.Эффективный диаметр огненного шара(м) определяется по формуле2.49:DS  6,48  m0,325,(2.49)где m – масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг,принимаем объем цистерны 60 м3.

Плотность нефтепродукта 800 кг/м3.Степень заполнения цистерны 0,8.70m  60  800  0,8  38400кгDS  6,48  384000,325  200,209Величинудопускается принимать равной.H  DS  200,209Время существования огненного шара(с) определяется по формуле:ts  0,852  m0,26(2.50)ts  0,852  384000,26  13,254сКоэффициентпропусканияатмосферыдляогненногошарарассчитывается по формуле:D   exp  7 104 r 2  H 2  s 2(2.51)Таблица 2.12Интенсивность теплового излучения "огненного шара"Значение показателя на расстоянии от источника, мНаименование показателейИнтенсивность тепловогоизлучения"огненного шара"q, кВт/м2Значение пробит функциипоражающихфакторов огненного шараУсловная вероятностьпораженияпоражающими факторамиогненного шара2030 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1401508180 78 76 75 72 70 676461595653511010 10999999998881111111111111171Таблица 2.13Значения предельно допустимых доз теплового излучения привоздействии огненного шара на человекаДоза теплового изучения,Степень поражениякДж/мРасстояние от облучаемогообъекта до точки наповерхности землинепосредственно под центромогненного шара, мОжог 1-й степени120500Ожог 2-й степени220350Ожог 3-й степени3202802.8 Расчет детерминированных и вероятностных критериев оценкипоражающего действия волны давления и теплового излучения на людейКоличественной мерой уровня пожарной опасности является риск гибелилюдей при пожарах (пожарный риск).

Пожарный риск для персоналапроизводственного объекта характеризуется величиной индивидуальногориска.Частота реализации опасных факторов пожара, обусловленная отказамитехнологическогооборудования,оборудованияэлементовсистембезопасности определялась на основании статистических данных, сведенийзаложенных в нормативно-технической документации на изготовлениеданного оборудования и в нормативных документах.Вероятность разгерметизации железнодорожной цистерны при перевозкевзрывопожароопасныхвеществпринятасогласноРуководствупобезопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей иоценкирискааварийнаопасныхпроизводственныхобъектах»от13.05.2015 г.

Характеристики

Список файлов ВКР