Расчет интенсивности теплового излучения горения аварийного пролива легковоспламеняющейся жидкости

В результате аварийной разгерметизации емкостного (резервуары) или линейного (трубопроводы) оборудования, в котором хранятся (транспортируются) горючие вещества, происходит выброс последних в окружающую среду. Явления, наблюдающиеся в результате подобных аварий, зависят от ряда факторов:

• • величины давления в оборудовании в момент разгерметизации;
• • фазового состояния вещества (жидкое или газообразное);
• • соотношения температуры вещества в условиях хранения и температуры атмосферного воздуха;
• • температуры кипения вещества при атмосферном давлении.

Кроме того, различают полное квазимгиовенное и частичное разрушение емкостного оборудования.

В итоге в результате аварии может наблюдаться:

• • струевое истечение газовой (паровой) фазы либо двухфазного потока из отверстия в стенке сосуда;
• • длительное истечение жидкой фазы с образованием пролива на подстилающей поверхности;
• • образование переобогащенного паро-газовоздушного облака;
• • квазимгиовенное растекание жидкой фазы с образованием волны и возникновением пролива на подстилающей поверхности.

В зависимости от наличия источников зажигания возможно либо мгновенное, либо отсроченное воспламенение выброса горючего вещества и возникновение пожара. В данном подпараграфе приведем метод расчета параметров крупномасштабного пожара — горения пролива жидкого горючего вещества на твердой подстилающей поверхности. Расчетные соотношения будут приняты согласно ГОСТ Р 12.3.047—2012 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».

Метод расчета, изложенный в Приложении В данного стандарта, позволяет оценить интенсивность теплового излучения q, кВт/м², горения проливов легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) жидкостей.

где Ef— среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м²; F_q — угловой коэффициент облученности; т — коэффициент пропускания атмосферы.

Значение Ef принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 6.44.

Алгоритм расчета интенсивности теплового излучения горения пролива следующий.

Шаг 1. На первом шаге рассчитывают эффективный диаметр пролива:

где S — площадь пролива, м². В случае аварийного пролива в обвалование в качестве S принимают площадь этого обвалования.

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени Ер и удельная массовая скорость выгорания т в зависимости от диаметра очага для некоторых жидких углеводородных топлив.

Примечание. Значения Ej и т для диаметров проливов, находящихся между ячейками таблицы, следует находить методом линейной интерполяции, для диаметров менее 10 м или более 50 м, следует принимать такими же, как и для проливов диаметром 10 м и 50 м соответственно.

Шаг 2. Затем вычисляют высоту пламени Я, м:

где т — удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м² • с); р_вшд — плотность окружающего воздуха, 1,29 кг/м³; g = 9,81 м/с² — ускорение свободного падения.

Шаг 3. Далее вычисляют угловой коэффициент облученности F_(j (геометрический фактор, определяемый ориентацией объекта-мишени по отношению к пламени):

где F_Vt F_H — факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:

где.

г — расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.

Шаг 4. В завершение находят коэффициент пропускания атмосферы т: Практические задания Отчет о выполнении работы должен содержать:

• а) исходные данные своего варианта (табл. 6.46);
• б) ход вычислений;
• в) результаты расчетов в форме итоговой табл. 6.45.

Таблица 6.45

Итоговая таблица прогнозных параметров.

Таблица 6.46

Индивидуальные варианты исходных данных.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Какими метеорологическими факторами определяется поведение выбросов в атмосфере?
• 2. Какие данные используются для расчета нормативов ПДС?
• 3. Что в акустике называют расчетной точкой?
• 4. В чем различие физических и биологических доз ионизирующих излучений?
• 5. Дайте определение понятию «токсодоза».
• 6. Назовите основные параметры зон аварийного загрязнения водных объектов.