Расчет интенсивности теплового излучения горения аварийного пролива легковоспламеняющейся жидкости

В результате аварийной разгерметизации емкостного (резервуары) или линейного (трубопроводы) оборудования, в котором хранятся (транспортируются) горючие вещества, происходит выброс последних в окружающую среду. Явления, наблюдающиеся в результате подобных аварий, зависят от ряда факторов:

  • • величины давления в оборудовании в момент разгерметизации;
  • • фазового состояния вещества (жидкое или газообразное);
  • • соотношения температуры вещества в условиях хранения и температуры атмосферного воздуха;
  • • температуры кипения вещества при атмосферном давлении.

Кроме того, различают полное квазимгиовенное и частичное разрушение емкостного оборудования.

В итоге в результате аварии может наблюдаться:

  • • струевое истечение газовой (паровой) фазы либо двухфазного потока из отверстия в стенке сосуда;
  • • длительное истечение жидкой фазы с образованием пролива на подстилающей поверхности;
  • • образование переобогащенного паро-газовоздушного облака;
  • • квазимгиовенное растекание жидкой фазы с образованием волны и возникновением пролива на подстилающей поверхности.

В зависимости от наличия источников зажигания возможно либо мгновенное, либо отсроченное воспламенение выброса горючего вещества и возникновение пожара. В данном подпараграфе приведем метод расчета параметров крупномасштабного пожара — горения пролива жидкого горючего вещества на твердой подстилающей поверхности. Расчетные соотношения будут приняты согласно ГОСТ Р 12.3.047—2012 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».

Метод расчета, изложенный в Приложении В данного стандарта, позволяет оценить интенсивность теплового излучения q, кВт/м2, горения проливов легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) жидкостей.

где Ef— среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2; Fq угловой коэффициент облученности; т — коэффициент пропускания атмосферы.

Значение Ef принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 6.44.

Алгоритм расчета интенсивности теплового излучения горения пролива следующий.

Шаг 1. На первом шаге рассчитывают эффективный диаметр пролива:

где S — площадь пролива, м2. В случае аварийного пролива в обвалование в качестве S принимают площадь этого обвалования.

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

Топливо

Ер кВт/м2

т, кг/м2 • с

d = 10 м

d = 20 м

<7 = 30 м

d- 40 м

d = 50 м

СП Г (метан)

220

180

150

130

120

0,08

СУ Г (пропан-бутан)

80

63

50

43

40

0,10

Бензин

60

47

35

28

25

0,06

Дизельное топливо

40

32

25

21

18

0,04

Нефть

25

19

15

12

10

0,04

Примечание. Значения Ej и т для диаметров проливов, находящихся между ячейками таблицы, следует находить методом линейной интерполяции, для диаметров менее 10 м или более 50 м, следует принимать такими же, как и для проливов диаметром 10 м и 50 м соответственно.

Шаг 2. Затем вычисляют высоту пламени Я, м:

где т — удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2 • с); рвшд — плотность окружающего воздуха, 1,29 кг/м3; g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения.

Шаг 3. Далее вычисляют угловой коэффициент облученности F(j (геометрический фактор, определяемый ориентацией объекта-мишени по отношению к пламени):

где FVt FH факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:

где

г — расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.

Шаг 4. В завершение находят коэффициент пропускания атмосферы т: Практические задания

Отчет о выполнении работы должен содержать:

  • а) исходные данные своего варианта (табл. 6.46);
  • б) ход вычислений;
  • в) результаты расчетов в форме итоговой табл. 6.45.

Таблица 6.45

Итоговая таблица прогнозных параметров

Вид

ЛВЖ

Площадь пролива, м2

Расстояние до объекта-мишени от центра пролива, м

Интенсивность теплового излучения, кВт/м2

Таблица 6.46

Индивидуальные варианты исходных данных

варианта

Наименование ЛВЖ

Площадь обвалования, м2

Расстояние от центра пролива до объекта-мишени, м

1

СУГ (пропан-бутан)

112

44

2

Бензин

124

52

3

Дизельное топливо

92

26

4

СУГ (пропан-бутан)

77

30

5

Бензин

174

41

6

Дизельное топливо

133

60

7

СУГ (пропан-бутан)

150

38

8

Бензин

89

21

9

Дизельное топливо

104

44

10

СУГ (пропан-бутан)

111

49

11

Бензин

98

56

варианта

Наименование ЛВЖ

Площадь обвалования, м2

Расстояние от центра пролива до объекта-мишени, м

12

Дизельное топливо

105

41

13

СУГ (пропан-бутан)

137

23

14

Бензин

145

29

15

Дизельное топливо

124

35

16

СУГ (пропан-бутан)

131

51

17

Бензин

177

60

18

Дизельное топливо

182

41

19

СУГ (пропан-бутан)

164

30

20

Бензин

150

28

21

Дизельное топливо

101

40

22

СУГ (пропан-бутан)

98

35

23

Бензин

92

29

24

Дизельное топливо

114

21

25

Бензин

89

47

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Какими метеорологическими факторами определяется поведение выбросов в атмосфере?
  • 2. Какие данные используются для расчета нормативов ПДС?
  • 3. Что в акустике называют расчетной точкой?
  • 4. В чем различие физических и биологических доз ионизирующих излучений?
  • 5. Дайте определение понятию «токсодоза».
  • 6. Назовите основные параметры зон аварийного загрязнения водных объектов.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >