Данные:
С 
=0,077
k 
- константа, равная 43;
q =4,64· 
= 7
Задание 1. Определение скорости распространения фронта племени.
Скорость распространения фронта племени определяется по формуле
V 
= k ·М 
, (4)
где: k - константа, равная 43;
М -масса топлива, содержащегося в облаке.
По формуле (4) определяем скорость распространения фронта племени
М =2700 (кг)
(м/с)
Задание 2. Рассчитать эффективный энергетический запас топливовоздушной смеси.
Эффективный энергозапас топливовоздушной смеси рассчитываются по формуле:
Е = 2М ·q ·С 
/С , (5)
По формуле (5) определяем эффективный энергозапас топливовоздушной смеси
(Дж)
Задание 3. Рассчитать расстояние при взрыве.
Безразмерное расстояние при взрыве рассчитывается по формуле:
R 
= R/(E/P 
) 
, (6)
По формуле (6) определяем безразмерное расстояние при взрыве
Задание 4. Рассчитать давление при взрыве.
Безразмерное давление при взрыве рассчитывается по формуле:
P 
= (V /С ) 
(( - 1)/ 
) (0,83/R - 0,14/R ), (7)
По формуле (7) определяем безразмерное давление при взрыве
Находим избыточное давление ∆P (Па) на расстоянии: (Варианты от 30м до 60м) от центра дефлаграции по формуле (расстояние 30 м):
∆P = 101324 · 0,009= 911 (Па)
Аналогично данному расчету следует определить значения избыточного давления для указанных расстояний и определить зоны опасности. Результаты расчетов привести в таблице 1.
Таблица 1 - Воздействие на объект избыточного давления ∆P при взрыве топливовоздушной смеси
| Воздействие на объект | Избыточное давление, Па | Радиус воздействия, м |
| Средние повреждение зданий; возможна гибель человека от осколков, развалин, разрыв барабанных перепонок, кровотечения в легкие. | ||
| Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.); возможна потеря слуха, травмы, летальный исход маловероятен. | ||
| 100 % расстекление зданий | ||
| 50 % расстекление зданий | 2,5 |
Задание 5. Расчет аварии, связанный с образованием «огненного шара»:
Поражающее действие «огненного шара» на человека определяется величиной тепловой энергии (импульсом теплового излучения) и временем существования «огненного шара», а на остальные объекты – интенсивностью его теплового излучения.
Исходные данные:
количество разлившегося при аварии топлива 10,6 м3;
плотность жидкой фазы пропана, Г = 530 кг/м3;
температура «огненного шара», = 1350 К.
Необходимо определить время существования «огненного шара» и расстояние, при котором импульс теплового излучения соответствует различным степеням ожога человека.
Порядок оценки последствий аварии по ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов»:
Импульс теплового излучения Q, кДж, рассчитывают по формуле:
Q = ts · q, (8)
где ts - время существования огненного шара, с;
q - интенсивность теплового излучения, кВт/м2.
Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара», проводят по формуле:
q = Ef · Fq · t, (9)
где Ef - среднеповерхностная плотность теплового излучения, кВт/м2;
Fq - угловой коэффициент облученности;
t - коэффициент пропускания атмосферы.
Ef определяют на основе имеющихся экспериментальных данных, допускается принимать Ef равным 450 кВт/м2.
Угловой коэффициент облученностирассчитывают по формуле
, (10)
где Н - высота центра «огненного шара», м;
Ds - эффективный диаметр «огненного шара», м;
r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.
Эффективный диаметр «огненного шара» Ds рассчитывают по формуле
Ds =5,33 m 0,327,(11)
где m - масса горючего вещества, кг.
H - определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной Ds/2.
Время существования «огненного шара» ts, с, рассчитывают по формуле
ts = 0,92 m 0,303, (12)
Коэффициент пропускания атмосферы т рассчитывают по формуле
t = ехр [-7,0 · 10-4 (
- Ds / 2)], (13)
Следует найти массу горючего m в «огненном шаре»
m = 10.6· 600 = 6360 (кг)
По формуле (10) определяем эффективный диаметр «огненного шара»
Ds =5,33· 6360 0,327 =93 (м)
По формуле (9), принимая H = Ds /2 = 46 м, следует найти угловой коэффициент облученности, для расстояния r.
Пример расчета:
Расстояние равно 152 см
По формуле (12) следует найти коэффициент пропускания атмосферы
По формуле (9), принимая Ef = 450 кВт/м2, следует найти интенсивность теплового излучения
(кВт/м2)
По формуле (11), следует найти время существования «огненного шара»
(с)
Импульс интенсивности теплового излучения можно найти по формуле (8),
(кДж/м2)
Полученный результат свидетельствует о том, что для данного примера на расстоянии 152 метров, люди находящиеся на открытом пространстве в момент происшествия аварии по данному сценарию, получат ожоги первой степени.
Аналогично данному расчету определить значения импульса интенсивности теплового излучения для других расстояний.
Результаты расчетов приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Интенсивность и импульс теплового излучения при горении «огненного шара»
| Воздействие на объект | Интенсивность теплового излучения, кВт/м2 | Импульс теплового излучения, кДж/м2 | Расстояние от цистерны, м |
| Ожог 4-ой степени | 49,3 | 620,6 | |
| Ожог 3-ей степени | 33,1 | ||
| Ожог 2-ой степени | 12,3 | 157,3 | |
| Ожог 1-ой степени | 9,8 |
Контрольные вопросы:
1. Как определить скорость распространения фронта племени?
2. Как определить эффективный энергетический запас топливовоздушной смеси?
3. Что такое интенсивность и импульс теплового излучения?
4. Как рассчитать расстояние при взрыве?
5. Как определить интенсивность теплового излучения?
6. Интенсивность воздействия избыточного давления на объект?
7. Что представляет безразмерное расстояние при взрыве?