Взрывы ГВС в замкнутых объемах

Горючие смеси газов (паров) с воздухом (окислителем) образуются в ограниченных объемах технологической аппаратуры в помещениях промышленных и жилых зданий вследствие утечки газа по различным причинам и воспламеняются от внешних источников зажигания [7, 22]. Горение ГВС в замкнутых объемах от точечного источника зажигания происходит послойно с дозвуковой скоростью распространения пламени (дефлаграционное горение) при повышении давления и температуры во всем объеме. К концу полного выгорания смеси среднее значение температуры в помещении достигает значений в 1,5-2 раза больших, чем при аналогичных взрывах в открытом пространстве [10, 14].

Согласно рекомендациям ГОСТ 12.1.004-85, избыточное давление взрыва ГВС в помещениях можно определить по формуле [10,14]

ΔР_ф = (2.15),

где М_г = V_св· _г – масса горючего газа, поступившего в помещение в результате аварии, кг;

Q_г - удельная теплота сгорания ГВС, Дж/кг;

P₀ – начальное давление в помещении, кПа; его принимают в расчетах P₀ = 101 кПа;

Z – доля участия продуктов во взрыве, принимается в расчетах Z = 0,5;

V_св – свободный объем помещения, м³; допускается принимать 80% от полного объема помещения, т. е. V_св = 0,8 V_п;

V_п– полный объем помещения, м³;

ρ_В – плотность воздуха до взрыва, кг/м³ при начальной температуре Т₀, ⁰К. Рекомендуется принимать в расчетах ρ_В = 1,225 кг/м³;

С_В - удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг·⁰К); принимают С_В = = 1,01·10³ Дж/(кг·⁰К);

k₁ – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, допускается принимать k ₁ = 2 или k ₁ = 3;

Т₀- начальная температура воздуха в помещении, ⁰С

Пример 1. В результате утечки бытового газа пропана в кухне квартиры площадью 10 м² и высотой 2,5 м при температуре 200⁰С образовалась равновесная пропано-воздушная смесь. Рассчитать избыточное давление взрыва такой смеси при К₁= 2 и К₁ = 3.

Решение:

Согласно (2.15) ΔР_ф =