При сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве опасность будут представлять:
• Волна давления при сгорании газовоздушной смеси в открытом пространстве (последствия воздействия избыточного давления представлены в таблице 5);
• Осколки (части) разрушившихся резервуара и другого технологического оборудования.
Опасный параметр достигнет критических для человека значений в течении нескольких секунд. В таких условиях эвакуация обслуживающего персонала не возможна.
Таблица 5
Степень поражения | Избыточное давление, кПа | Расстояние от разрушающегося резервуара, м |
Полное разрушение зданий | 100-54 | 1-60 |
50% разрушение зданий | 53-29 | 61-85 |
Среднее повреждение зданий | 28-13 | 86-149 |
Умеренное повреждение зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.) | 12-6 | 150-270 |
Нижний порог повреждений человека давлением | 5-4 | 271-370 |
Малые повреждения (разбита часть остекления) | 3 | 371-490 |
2.7 Расчет опасных параметров при возникновении "огненного шара"
Рассчитаем интенсивности теплового излучения и параметры волны давления, образующейся при возникновении "огненного шара". Расчет проводится на основе ГОСТ Р 12.3.047-98.
2.7.1 Интенсивность теплового излучения q (кВт·м-2)
для "огненного шара"
2.7.1.1 Угловой коэффициент облученности Fq:
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"; величину Н допускается принимать равной Ds/2
2.7.1.2 Масса горючего вещества в огненном шаре m, кг:
где ρсм - плотность смеси кг/м3, VCM - объем смеси.
ρсм=(0,5·585+0,5·601)=292,5+300,5=593 кг/м3
Vсм=α·Vрез,
где объем резервуара Vрез= 17,6 м3; коэффициент заполнения резервуара, α = 0,85.
Vсм=0,85·17,6=14,96 м3;
m=ρсм·Vсм=593·14,96=8871,28 кг
2.7.1.3 Эффективный диаметр "огненного шара":
Ds=5.33·m0.327; Ds=5.33·8871.280.327=104.16 м,
где Ds - эффективный диаметр "огненного шара"; m - масса горючего вещества в "огненном шаре", кг.
2.7.1.4 Продолжительность существования "огненного шара" ts, сек
ts=0,92·m0,303; ts=0,92·8871,280,303=14,45 сек,
где ts - продолжительность существования "огненного шара", сек; m - масса горючего вещества в "огненном шаре", кг.
2.7.1.5 Высота центра "огненного шара"
где Н - высота центра "огненного шара", м; Ds - эффективный диаметр "огненного шара".
2.7.1.6 Коэффициент пропускания атмосферы:
где г - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром "огненного шара", м; Н - высота центра "огненного шара", м; Ds - эффективный диаметр "огненного шара".
2.7.1.7 Интенсивность теплового излучения q, кВт м-2
где Ef - среднеповерхностная плотность излучения пламени кВт·м-2; Ef = 450 кВт·м2 (при отсутствии данных); φq - угловой коэффициент облученности, τпр - коэффициент пропускания атмосферы.
Таблица 6
r, м | tс, сек | Fq | q, кВт·м2 | tпр | Q, Дж/м2 |
0 | 14,45 | 0,250 | 112,5 | 1,000 | 16,25 |
10 | 14,45 | 0,246 | 110,88 | 0,999 | 16,02 |
20 | 14,45 | 0,236 | 106,227 | 0,997 | 15,34 |
30 | 14,45 | 0,221 | 99,266 | 0,994 | 14,34 |
40 | 14,45 | 0,203 | 90,659 | 0,990 | 13,10 |
50 | 14,45 | 0,183 | 81,275 | 0,986 | 11,74 |
60 | 14,45 | 0,162 | 71,808 | 0,981 | 10,37 |
70 | 14,45 | 0,142 | 62,760 | 0,975 | 9,06 |
75 | 14,45 | 0,133 | 58,497 | 0,972 | 8,45 |
80 | 14,45 | 0,124 | 54,441 | 0,970 | 7,86 |
83 | 14,45 | 0,119 | 52,113 | 0,968 | 7,53 |
85 | 14,45 | 0,116 | 50,607 | 0,967 | 7,31 |
90 | 14,45 | 0,108 | 47,001 | 0,964 | 6,79 |
100 | 14,45 | 0,093 | 40,476 | 0,958 | 5,84 |
103 | 14,45 | 0,089 | 38,693 | 0,956 | 5,59 |
105 | 14,45 | 0,087 | 37,547 | 0,955 | 5,42 |
110 | 14,45 | 0,081 | 34,830 | 0,952 | 5,03 |
115 | 14,45 | 0,075 | 32,315 | 0,949 | 4,66 |
120 | 14,45 | 0,070 | 29,990 | 0,946 | 4,33 |
125 | 14,45 | 0,065 | 27,842 | 0,943 | 4,02 |
130 | 14,45 | 0,061 | 25,862 | 0,940 | 3,73 |
135 | 14,45 | 0,056 | 24,036 | 0,937 | 3,47 |
140 | 14,45 | 0,053 | 22,353 | 0,934 | 3,23 |
150 | 14,45 | 0,046 | 19,974 | 0,928 | 2,88 |
160 | 14,45 | 0,040 | 16,843 | 0,921 | 2,43 |
170 | 14,45 | 0,035 | 14,692 | 0,915 | 2,12 |
180 | 14,45 | 0,031 | 12,858 | 0,909 | 1,85 |
Рис.4. Интенсивность теплового излучения q, кВт·м-2 для «огненного шара»
Рис.5. Доза теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека, Дж/м2