Прогнозирование последствий аварий на пожаро-взрывоопасном объекте (стр. 4 из 6)

Приведённый импульс во фронте ударной волны (формула 1.28):

Следовательно:

Импульс во фронте ударной волны (формула 1.30):

«Пробит» - функция (формула 1.31):

где:

Следовательно:

Согласно справочной таблице приложения 10, рассчитанное значение «пробит»-функции соответствует вероятности поражения человека Q_вп» 91,5%.

1.6 Расчёт минимального безопасного расстояния человека от эпицентра взрыва

Минимальное безопасное расстояние для людей, находящихся вне укрытий (по формуле 1.33):

Минимальное безопасное расстояние для людей, находящихся в укрытиях (по формуле 1.34):

2. РАСЧЁТ СТЕПЕНИ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЪЕКТЫ И ЧЕЛОВЕКА ПРИ ДИФФУЗИОННОМ ГОРЕНИИ ГОРЮЧЕЙ ЖИДКОСТИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЕЁ АВАРИЙНОГО РАЗЛИВА

Участок А

2.1 Расчёт массовой скорости выгорания диэтилового эфира.Линейная скорость выгорания (по формуле 2.1):

Горение горючей жидкости в пределах обвалования можно представить как горение в резервуаре большого размера. Для резервуаров достаточно крупных размеров (d → ∞):

где М – молярная масса горючей жидкости, кг/кмоль;

ρ_ж – плотность горючей жидкости при температуре окружающей среды, кг/м³;

λ – коэффициент теплопроводности жидкости, кал/(м∙с∙град);

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²;

Т_кип – температура кипения жидкости, К;

с_р – теплоёмкость жидкости, кал/(моль∙К);

η – динамическая вязкости жидкости, П (Пуаз);

ΔН_исп – теплота испарения жидкости, кал/моль

Q_н – молярная теплота сгорания жидкости, кал/моль.

Учитывая, что 1 кал = 4,1865 Дж, для диэтилового эфира

Значение Q_н в кДж/моль рассчитано в разделе 1.3.

Остальные данные берутся из справочных таблиц приложения 1-3.

Следовательно, для диэтилового эфира при t = 10^оС:

Массовая скорость выгорания диэтилового эфира (по формуле 2.2):

где ρ_ж – плотность жидкости, кг/м³.

2.2 Расчёт плотности теплового потока на различных расстояниях от эпицентра горения

Массовая низшая теплота сгорания диэтилового эфира (по формуле 2.4):

,

где

- молярная низшая теплота сгорания диэтилового эфира, рассчитанная в разделе 1.3.

Интенсивность тепловыделения факела пламени (по формуле 2.3):

,

где υ_m – массовая скорость выгорания диэтилового эфира , кг/(м²·с);

F_пр – площадь поверхности разлива диэтилового эфира , м².

Интенсивность излучения факела пламени (по формуле 2.5):

Доля тепла, расходуемого на излучение факела пламени α_изл, для диэтилового эфира, можно принять равной 0,25:

Условная высота пламени при горении разлива диэтилового эфира:

+6(О₂ + 3,76N₂) ® 4СО₂ + 5Н₂О +6×3,76N₂

Стехиометрическое отношение воздуха к летучим продуктам горения:

По формуле 2.8:

где

- коэффициент перед кислородом в уравнении реакции полного горения диэтилового эфира.

- коэффициент перед i-м продуктом горения в уравнении реакции.

Диаметр очага горения

Рассчитан на основе радиуса разлива по формуле 1.27:

Удельная теплоёмкость воздуха:

Плотность воздуха при t = 10^оС:

Выражение безразмерного параметра (по формуле 2.7):

где

- удельная теплоёмкость воздуха, Дж/(кг·К);

Т_в и ρ_в – температура и плотность окружающего воздуха, К и кг/м³ соответственно;

- массовая теплота сгорания диэтилового эфира , кДж/кг;

g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²);

q – интенсивность тепловыделения факела пламени, кВт;

d – диаметр очага горения, м;

r – стехиометрическое отношение воздуха к летучим продуктам горения.

Условная высота пламени (по формуле 2.6):

Коэффициент пропускания атмосферы для расстояния r = 50 м (по формуле 2.10):

где τ_атм – коэффициент пропускания атмосферы для теплового излучения;

r – расстояние от группы людей до эпицентра очага горения, м.

Коэффициент облучённости людей факелом пламени

Из рисунка видно, что величина a соответствует радиусу пролива жидкости (r_пр= 21,85 м), b – расстояние r от заданного объекта или человека до эпицентра горения (r₃ = 50м)

Следовательно:

;

Плотность теплового потока на расстоянии 50м от эпицентра горения (по формуле 2.13):

где

- интенсивность излучения факела пламени, кВт (формула 2.5);

2.2 Воздействие теплового излучения на объекты и человека

Согласно таблицам приложения 14-17, критические плотности теплового потока

для большинства строительных материалов и конструкций, а также для техники, намного превышают рассчитанную величину для r = 50м. Следовательно, можно сделать вывод, что в данной обстановке помещение склада 1, склада 2, административного здания, водонапорная башня и автотехника находятся на безопасном удалении от очага горения.

Безопасная плотность теплового потока для людей без специальной защиты составляет 1,39 кВт/м². Следовательно, в данном случае группа людей находится в зоне безопасного теплового воздействия, так как

< 1,39 кВт/м².

Минимальное безопасное расстояние человека от эпицентра очага горения:

1) Приблизительное минимальное безопасное расстояние (по формуле 2.14):

2) Коэффициент облучённости для расстояния

:

3) Коэффициент пропускания атмосферы при

= 48м;

4) Плотности теплового потока на расстоянии

:

5) Минимальное безопасное расстояние (методом линейной интерполяции по формуле 2.15):

Так как согласно исходным данным, люди находятся на расстоянии, большем чем

, то для них вероятность теплового поражения человека Q_вп»0%..

2.3 Минимальное безопасное расстояние для прибывших подразделений

Для людей в специальной защитной одежде, к которой относится в том числе и боевая одежда спасателей, критическая плотность теплового потока

равна 4,2 кВт/м². Расстояние от эпицентра горения, которому соответствует данная плотность теплового потока, рассчитывается по формулам 2.14 – 2.15 методом последовательных приближений с учётом того, что в формулу 2.14 подставляется 4,2 кВт/м²: