Общие требования. Методы контроля госстандарт россии


МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПОЖАРАХ ПРОЛИВОВ ЛВЖ И ГЖ



страница19/51
Дата16.06.2020
Размер13.3 Mb.
Название файлаГОСТ Р 12.3.047-98Пожар.безоп.техн.проц..doc
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   ...   51
МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПОЖАРАХ ПРОЛИВОВ ЛВЖ И ГЖ.

B.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 B.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

Еf, кВт/м2, при d,

т, кг/(м2 с)

10

20

30

40

50




СПГ (метан)

220

180

150

130

120

0.08

СУГ (пропан-бутан)

80

63

50

43

40

0,1

Бензин

60

47

35

28

25

0,06

Дизельное топливо

40

32

25

21

18

0,04

Нефть

25

19

15

12

10

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.

В.3. Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле



, (В.2)

где S - площадь пролива, м2.



В.4. Рассчитывают высоту пламени Н, м, по формуле

, (В.3)

где т - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2·с);



rв - плотность окружающего воздуха, кг/м3;

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

В.5. Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формуле



, (В.4)

где , (В.5)

где , (В.6)

S1 = 2r/d (r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта), (В.7)

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

, (В.9)

B = (1 + S2)/(2S). (В.10)

В.6. Определяют коэффициент пропускания атмосферы t по формуле

t = exp [-7,0·10-4 (r - 0,5d)]. (В.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.З), принимая



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

м.

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,

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

B = (1 + 4,12)/(2 · 4,1) = 2,17,



.

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



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

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



, (Г.1)

где Мg - масса выброшенного СУГ, кг;



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

Lg - удельная теплота парообразования СУГ, Дж/кг;

Ta - температура окружающего воздуха. К;

Tg - 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

, (Г.2)

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

Г.1.1.2. Принимают, что образовавшееся облако дрейфует по ветру со скоростью vd = 0,6vв (vв - 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:



,

,

, (Г.3)

где Ма - масса воздуха в облаке, кг;



rа - плотность воздуха, кг/м3;

r - радиус облака, м;

а1, а2, а3, а4 - коэффициенты (а1 = 0,7, а2 = 0,5, а4 = 1,07, а3 = 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 ;

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

1

Безоблачно

>>> 0,01

В

2

Солнечно и тепло

>> 0,01

С

5

Переменная облачность в течение дня

> 0,01

D

5

Облачный день или облачная ночь

» 0,01

Е

3

Переменная облачность в течение ночи

< 0,01

F

2

Ясная ночь

Инверсия (отрицательный градиент)

Решением системы вышеуказанных уравнений являются зависимости Ма = Mа(t), Т = T(t), r = r(t).

Для решения системы уравнений необходимы дополнительные соотношения



rg.a = (Мa + Мg)/(Мa/ra + Мg/rg)(Тa/Т). (Г.4)

В качестве критерия окончания фазы падения принимают выполнение условия:

(rg.a - ra)/ ra < 10-3. (Г.5)

Зависимость h = h(t) находим из соотношения



. (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 , у, z) в фазе пассивной дисперсии определяют из формулы

, (Г.7)

где sy, sz - среднеквадратичные отклонения, зависящие от величины хcх0;



хc - координата центра облака в направлении ветра, м;

x0 - координата точки окончания фазы падения, м;

sycх0); sz(хcх0) зависят от класса устойчивости по Паскуиллу.

При хc = х0 принимается sy 0 = r/2,14, sz 0 = h/2,14;



при .

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 Qj = тtj - масса СУГ в j-м элементарном объеме, кг;



т - массовая скорость истечения СУГ, кг/с;

хj - координата центра j-го элементарного объема, м;

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

определяют аналогично sy, sz 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.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   ...   51




База данных защищена авторским правом ©danovie.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница