Расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «Огненного шара»

Образование «Огненных шаров» приводит к тяжелым последствиям. Они вызывают вторичные пожары, так как интенсивность теплового излучения очень высока.

1. Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м², проводят по формуле:

q = E_f · · τ,

где E_f – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м²;

– угловой коэффициент облученности;

τ – коэффициент пропускания атмосферы.

2. E_f определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E_f равным 450 кВт/м².

3. рассчитывают по формуле:

где Н – высота центра «огненного шара», м;

– эффективный диаметр «огненного шара», м;

r – расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

4. Эффективный диаметр «огненного шара» рассчитывают по формуле:

= 5,33m^0,327,

где m – масса горючего вещества, кг

5. H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной /2.

6. Время существования «огненного шара» t_s, с, рассчитывают по формуле:

t_s = 0,92m^0,303.

7. Коэффициент пропускания атмосферы τ рассчитывают по формуле:

1. Определяем эффективный диаметр «огненного шара» :

2. Принимая H = D_s /2=256,75/2=128,375 м, находим угловой коэффициент облученности :

3. Находим коэффициент пропускания атмосферы t:

4. Принимая E_f = 450 кВт/м², находим интенсивность теплового излучения q:

q= E_f · F_q · τ = 450 кВт/м² · 0,186 · 0,967 = 80,93 кВт/м².

5. Определяем время существования «огненного шара» t_s:

t_s = 0,92m^0,303 = 0,92 · 140000^0,303= 33,3 c.

Q = t_s · q = 33,3 · 80,93 = 2694 · 10³ = 2,6 ·

Итак, значение интенсивности излучения «Огненного шара» составляет 80,93 кВт/м², при такой величине возможны ожоги первой степени и смертельное поражение людей.

1.3.3. Расчет параметров волны давления
при сгорании горючего вещества

Основными параметрами волны давления при сгорании горючего вещества в открытом пространстве являются избыточное давление и импульс волны давления. При большой величине избыточного давления возможно повреждение находящихся поблизости оборудования и других зданий.

Избыточное давление Dp, кПа, развиваемое при сгорании, рассчитывают по формуле:

где р₀ – атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r – расстояние от геометрического центра облака, м;

m_пp – приведенная масса горючей пыли, кг, рассчитанная по формуле:

m_пр = (Q_сг / Q₀)m_г,п Z,

где Q_сг – удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;

Z – коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,05;

Q₀– константа, равная 4,52 · 10⁶ Дж/кг;

m_г,п – масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Импульс волны давления i, Па · с, рассчитывают по формуле:

1. Находим приведенную массу m_пр по формуле:

m_пр = (Q_сг / Q₀)m_г,п Z =

2. Находим избыточное давление Dp по формуле:

3. Находим импульс волны давления i по формуле: