МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПОЖАРАХ ПРОЛИВОВ ЛВЖ И ГЖ





 

В. 1 Интенсивность теплового излучения q, кВт/м2, рассчитывают по формуле

q = Ef · Fq · t, (B.1)

где Ef среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;

Fq угловой коэффициент облученности;

t — коэффициент пропускания атмосферы.

В.2 Ef принимают на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в таблице В. 1.

 

Таблица B.1— Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

 

Топливо Ef, кВт/м2, при d, м т, кг/(м2 · с)
   
СПГ (метан) 0,08
СУГ (пропан-бутан) 0,1
Бензин 0,06
Дизельное топливо 0,04
Нефть 0,04
Примечание— Для диаметров очага менее 10 м или более 50 м следует принимать Ef такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно

 

При отсутствии данных допускается Ef принимать равной 100 кВт/м2 для СУГ, 40 кВт/м2 для нефтепродуктов.

8.3 Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле

, (В.2)

где S — площадь пролива, м2.

8.4 Рассчитывают высоту пламени Н, м, по формуле

, (В.3)

где т — удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м · с);

rв — плотность окружающего воздуха, кг/м3;

g— ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

8.5 Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формуле

, (В.4)

где ,(В.5)

где А = (h2 + + 1) / 2S1 , (В.6)

Sl = 2r/d (r— расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта), (В. 7)

h = 2H/d; (B.8)

, (В.9)

B = ( 1+S2 ) / ( 2S ), (B.10)

B.6 Определяют коэффициент пропускания атмосферы t по формуле

t = exp[ -7,0 · 10 -4 ( r - 0,5 d)] (B.11)

Пример — Расчет теплового излучения от пожара пролива бензина площадью 300 м2 на расстоянии 40 м от центра пролива.

Расчет

Определяем эффективный диаметр пролива d по формуле (В. 2)

м.

Находим высоту пламени по формуле (В.3), принимая

т = 0,06 кг / (м2 · с), g = 9,81 м/с2 и rв = 1,2 кг/м3:

Находим угловой коэффициент облученности Fq по формулам (В.4) — (В. 10), принимая r = 40 м:

h = 2 · 26,5 / 19,5 = 2,72,

S1 =2 · 40 / 19,5= 4,10,

А = (2,722 + 4,102 + 1) / (2 · 4,1) = 3,08,

B = (1 + 4,12) / (2 · 4,1) =2,17,

Определяем коэффициент пропускания атмосферы т по формуле (В. 11)

t = exp [ - 7,0 · 10 -4 (40 - 0,5 · 19,5 )] = 0,979.

Находим интенсивность теплового излучения q по формуле (В.1), принимая Еf= 47 кВт/м2 в соответствии с таблицей В. 1:

q = 47 · 0,0324 · 0,979 = 1,5 кВт/м2.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(рекомендуемое)

 

МЕТОД РАСЧЕТА РАЗМЕРОВ ЗОН РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОБЛАКА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ ПРИ АВАРИИ

Г.1 Сущность метода

В настоящем приложении установлен порядок расчета изменения во времени концентрации газа в облаке при мгновенном выбросе и непрерывном истечении сжиженного углеводородного газа (СУГ), плотность которого больше плотности воздуха.

Г.1.1 Мгновенный выброс СУГ

Г. 1.1.1 Мгновенный выброс СУГ может происходить при повреждении резервуара или иного аппарата, в котором СУГ находится под давлением.

За счет внутренней энергии СУГ его массовая доля d мгновенно испаряется, образуя с капельками жидкости облако аэрозоля. За счет больших скоростей вихревых потоков происходит быстрое вовлечение в облако воздуха и быстрое испарение оставшейся части СУГ.

Массу воздуха Ма0, кг, мгновенно вовлекающуюся в облако для такого испарения, рассчитывают по формуле

Ма0 = ( l - d) MgLg / ( Cp.a ( Ta - Tg ) + XwLw), (Г.1)

где Мg масса выброшенного СУГ, кг;

Ср.a удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг·К);

Lg удельная теплота парообразования СУГ, Дж/кг;

Ta — температура окружающего воздуха, К;

Тg температура кипения СУГ при атмосферном давлении, К;

Хw массовая доля водяных паров в воздухе;

Lw — удельная теплота парообразования воды, Дж/кг.

d определяют из соотношения

d = 1 - ехр (- Сp.g (Ta - Tg) / Lg), (Г.2)

где Cp.g удельная теплоемкость СУГ, Дж/(кг · К).

Г. 1.1.2 Принимают, что образовавшееся облако дрейфует по ветру со скоростью vd = 0,6nв (nв — скорость ветра) и имеет в начальный момент форму цилиндра, высота которого равна его радиусу. С течением времени высота облака уменьшается, а радиус растет.

Изменение во времени радиуса, высоты облака и концентрации газа в нем в этой фазе (называемой фазой падения) определяется путем решения методом Рунге-Кутта (реализованным в виде стандартной программы на ЭВМ) системы обыкновенных дифференциальных уравнений:

dMa / dt = ra p r2 a2 a3 nв Ri-1 + 2 ra а1 (dr / dt) p r h,

dT / dt =((dMa / dt) Cp.a ( Ta - T ) + p r2 ( Tgr - T )1,333 ) / ( Ma Cp.a + Mg Cp.g ) , (Г.З)

dr / dt = a4 (gh (rg.a - ra) / rg.a) 0,5,

где Ma — масса воздуха в облаке, кг;

ra — плотность воздуха, кг/м3;

r — радиус облака, м;

а1, a2, a3, a4 коэффициенты ( а1 = 0,7, а2 = 0,5, a4 = 1,07, a3 = 0,3 для классов устойчивости А—В (классы устойчивости даны по Паскуиллу, таблица Г.1); 0,24 — для С—В; 0,16 — для E—F);

Ri — число Ричардсона, определяемое из соотношения

Ri = (5,88 h0,48 g / ( a32 nв2 )) ( rg.a - ra ) / ra ;

h — высота облака, м;

Т— температура облака. К;

Тgr температура земной поверхности. К;

rg.a — плотность паровоздушного облака, кг/м3.

 

Таблица Г.1— Классы устойчивости атмосферы по Паскуиллу

 

Класс по Паскуиллу Типичная скорость ветра, м/с Описание погоды Вертикальный градиент температуры, К/м
А Безоблачно >>>0,01
В Солнечно и тепло >>0,01
С Переменная облачность в течение дня >0,01
D Облачный день или облачная ночь »0,01
Е Переменная облачность в течение ночи <0,01
F Ясная ночь Инверсия (отрицательный градиент)

 

Решением системы вышеуказанных уравнений являются зависимости

Ma = Ma(t), Т= Т(t), r= r(t).

Для решения системы уравнений необходимы дополнительные соотношения

rg.a = (Ma + Mg ) / (Ma / ra + Mg / rg ) ( Ta / T ). (Г.4)

В качестве критерия окончания фазы падения принимают выполнение условия:

(rg.a - ra ) / rg.a < 10-3 . (Г.5)

Зависимость h = h(t) находим из соотношения

h(t)=(Ma / ra + Mg /rg ) (T /Ta )( 1/(p r(t)2). (Г.6)

Г. 1.1.3 Когда плотность паровоздушного облака незначительно отличается от плотности воздуха (т. е. после окончания фазы падения), его движение определяется как фаза пассивной дисперсии и описывается процессами турбулентной диффузии.

Концентрацию газа в точке с координатами (х, у, z) в фазе пассивной дисперсии определяют из формулы

(Г.7)

где sy, sz — среднеквадратичные отклонения, зависящие от величины xc - x0 ;

хc координата центра облака в направлении ветра, м

x0 координата точки окончания фазы падения, м;

sy (xc - x0); sz (xc - x0) зависят от класса устойчивости по Паскуиллу.

При xc = x0 принимается sy0 = r / 2,14, sz0 = h / 2,14;

при xc > x0

Г.1.2 Непрерывное истечение СУГ

Для описания непрерывного истечения СУГ из резервуаров или иных аппаратов предполагается, что результирующая концентрация газа в паровоздушном облаке является суммой концентраций от отдельных элементарных газовых объемов и рассчитывается по формуле

, (Г.8)

где Q = т· t j,— масса СУГ в j-м элементарном объеме, кг;

т — массовая скорость истечения СУГ, кг/с;

xj— координата центра j-го элементарного объема, м;

среднеквадратичные отклонения распределения концентраций в j-м элементарном объеме, м.

- определяют аналогично в Г. 1.1.3.

Пример — Расчет динамики паровоздушного облака в открытом пространстве

Для расчета динамики паровоздушного облака (движения в пространстве границы облака, определяемой НКПВ) принимается, что в некоторый момент времени t0 начинается истечение пропана с массовой скоростью 1,3 кг/с, скорость ветра составляет 1 м/с, градиент температуры составляет 0,667 К/м.

Процедура расчета, реализованная на ПЭВМ, представлена на блок-схеме (рисунок Г.1). Результаты расчета границы облака для двух значений времени t0 + 10 с и t0 + 300 с представлены на рисунке Г.2.

 

 

Рисунок Г. 1 — Алгоритм расчета параметров паровоздушного облака

t0 — время начала истечения

Рисунок Г. 2 — Границы паровоздушного облака по НКПВ на различные моменты времени от начала истечения

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(рекомендуемое)

 





Читайте также:
Что входит в перечень работ по подготовке дома к зиме: При подготовке дома к зиме проводят следующие мероприятия...
Конфликтные ситуации в медицинской практике: Наиболее ярким примером конфликта врача и пациента является...
Романтизм как литературное направление: В России романтизм, как литературное направление, впервые появился ...
Русский классицизм в XIX веке: Художественная культура XIX в. развивалась под воздействием ...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.032 с.