3.3. Методика расчета избыточного давления взрыва горючих газов, паров лвж и гж в открытом пространстве

Методика расчета избыточного давления взрыва горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в открытом пространстве состоит из следующих этапов:

• расчета массы горючего газа, горючих паров и сжиженных угле­водородных газов, поступивших в окружающее пространство;

• расчета горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и пароволушные смеси с концентрацией горючего выше Н КIII». при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство;

• расчета избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве.

3.3.1. Расчет масс горючих веществ

Масса газа т, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется аналогично расчету массы горючего газа, поступившего в производственное помещение (см. разд. 3.1).

Масса паров жидкости т, кг, поступивших в окружающее про­странство при наличии нескольких источников испарения (поверх­ность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным соста­вом, открытые емкости и т. п.), определяется из выражения (3.11) с учетом массы жидкости, испарившейся в окружающее пространство. Отсюда выражение (3.11) примет вид:

т = т_р+ т_сык + /и_С1101ф + Ш_а, (3.21)

где т„ — масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае се перегрева, кг.

При этом слагаемые /и_р, т_еык, т„_окр в формуле (3.21) определяют из выражения (3.12), в котором т учитывает продолжительность по­ступления пара легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в ок­ружающее пространство.

Неличину ш„ определяют по формуле (при Т_ж > Т_КШ1):

(3.22)

_08м ,2С_р(7-_ж-7-_ки„) 0,8/и„, щ_г

-*исп

где С_р — удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости 7'.,, Дж • кг"¹ • К"¹;

Т_ж — температура перегретой жидкости в соответствии с техноло­гическим регламентом в технологическом аппарате или оборудова­нии, К;

7*ки.| ^— нормальная температура кипения жидкости, К;

L„_c„ — удельная теплота испарения жидкости при температуре пе­регрева жидкости Г_л, Дж • кг"¹.

Интенсивность испарения И⁷определяется но справочным и экс периментальным данным. Для ненагрстых ЛВЖ при отсутствии дан­ных допускается рассчитывать И⁷ по формуле (3.13).

Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии дан­ных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ Ям (кг ■ м"²) по формуле

суг

(3.23)

М ,„ „ Л-_пщ ГГ . 5,lVRc"-V

^mcyr - ~. Со - I ж )

■'ММ

где М — молярная масса СУГ, кг ■ моль"¹;

L_llcn — мольная теплота испарения СУГ при начальной темпера­туре Т_ж, Дж ■ моль"¹;

Т_а — начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;

^Г_ж ^{— начальная температура СУГ, К;}

Х,_в — коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт • м~' К'¹ ;

I — текущее время, с, принимаемое равным времени полного ис­парения СУГ, но не более 3600 с;

А.„ — коэффициент теплопроводности воздуха, Вт м^-1 К"¹ .

Коэффициент температуропроводности материала, на поверх­ность которого разливается СУГ, м • с"¹:

а = , (3.24)

где С,„ — теплоемкость материала, на поверхность которого разлива­ется СУГ, Дж • кг"¹ • К"¹;

р_ — плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг • м"\

Число Рейнольдса определяют по зависимости:

Re = ^.

где U — скорость воздушного потока, м • с ¹ ;

4/-

d = J—^— характерный размер пролива СУГ, м;

v_B — кинематическая вязкость воздуха, м² • с"¹.

Формула (3.23) справедлива для СУГ с температурой Т_ж й Т_кип. При температуре СУГ Т_ж > Т_КШ1 дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ m_ncp по формуле (3.22).