Горение парогазовоздушного облака

Крупномасштабное диффузионное горение парогазовоздушного облака, реализуемое при разгерметизации резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением, носит название «огненный шар». Плотность теплового потока, падающего с поверхности «ог-42

ненного шара» на элементарную площадку на поверхности мишени, кВт/м², равна:

^^пад = соб<р ? ехр

• -7,0? 10’⁴рХ²+Н² -?>_эф/2)
• (1-42)

где q^co6 — плотность потока собственного излучения «огненного шара», кВт/м² (допускается принимать равной 450 кВт/м²); ф - угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности; X - расстояние от точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» до облучаемого объекта, м; Н- высота центра «огненного шара», м, которую допускается принимать равной 0,5?>_Эф; ?>эф - эффективный диаметр «огненного шара», м, определяемый по формуле

с 22 иг.0,327 ??_эф = 5,33 • т ,

(1.43)

где т - масса горючего вещества, кг.

Угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на единичную площадку на облучаемой поверхности при Н = 0,5 ?>_эф определяется по формуле

(1.44)

Время существования «огненного шара» т, с, рассчитывается по формуле

т = О,92-т⁰’³⁰³ ,

(1.45)

Рассчитав значения #^пад и т по формулам (1.42) и (1.45), несложно по формуле 3 из табл. 1.14 определить величину пробит-функции, а по табл. П1.1 - вероятность летального исхода при термическом поражении Рпор.

Пример 6. Для условий примера 5 принять, что источник зажигания в обваловке (F₀6_B = 6400 м²) отсутствует и нефть испаряется с образованием паровоздушного облака, которое воспламеняется с образованием огненного шара. Температура воздуха /_в = 30 °C.

Определить вероятность летального поражения людей, находящихся на различных расстояниях от центра огненного шара.

Решение

1. По формуле (1.18) найдем давление насыщенных паров нефти (М = 240 кг/кмоль, ?_кип = 345 400 Дж/кг, г_кип = 57 °C).

Р_нас =101,3 ехр 345 400-240

• 1
• 57 + 273
• 1
• 30 + 273

/8310

= 6,9 (кПа).

2. Интенсивность испарения нефти по формуле (1.17)

W = 1 • 10’⁶ • 6,9л/240 = 1,1 • 10"⁴ (кг/ (м² • с)).

3. Принимая время испарения нефти т = 3600 с, найдем массу поступивших в атмосферу паров нефти по формуле (1.16)

т = 1,1 • 10^-4 • 6400 ? 3600 = 2534 (кг).

4. По формуле (1.43) найдем эффективный диаметр огненного шара ?>_эф

Р_эф = 5,33-25З^0,327 =69 (м).

5. Время существования огненного шара т найдем по формуле (1.45)

т = 0,92-2534^0,303 =10 (с).

6. По формуле (1.44) найдем угловые коэффициенты излучения с огненного шара на элементарную площадку на поверхности мишени (человека), находящейся на расстоянии X, равном 100, 150 и 200 м от центра огненного шара (при Н = 0,5 ?)_Эф). Результаты расчетов сведем в следующую таблицу.

7. По формуле (1.42) найдем значения плотности теплового потока падающего излучения на вышеуказанных расстояниях от центра огненного шара, принимая q^co6 = 450 кВт/м².

Как видно из приведенных результатов, безопасное расстояние для человека от центра составляет примерно 200 м.

Определим вероятность летального поражения людей, используя формулу 3 из табл. 1.14 для определения пробит-функции и табл. П1.1 для нахождения 7°_пор. Результаты расчетов также представим в виде таблицы.

Варианты исходных данных следует взять из табл. П2.5, принимая, что источник зажигания в обваловке отсутствует и жидкость испаряется с образованием паровоздушного облака, которое воспламеняется с образованием огненного шара.

Построить зависимость вероятности летального поражения людей от расстояния от центра огненного шара.