3.4.2. Расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн сжатия

Параметры воздушных волн сжатия (избыточное давление ΔР и импульс фазы сжатия I⁺) в зависимости от расстояния от центра облака рассчитываются исходя из ожидаемого режима сгорания облака.

Класс 1 режима сгорания облака

Рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по соотношению:

R_x=R/(E/P₀)^1/3, (3.39)

где R - расстояние от центра облака, м, Р₀- атмосферное давление, Па, Е – эффективный энергозапас смеси, Дж.

Рассчитываются величины безразмерного давления (Р_х) и импульс фазы сжатия (I_x) по формулам (для газопаровоздушных смесей):

ln(Р_х) = -1,124 – 1,66(ln(R_x)) + 0,260 ln(R_x))², (3.40)

ln(I_х) = -3,4217 – 0,898(ln(R_x)) – 0,0096 ln(R_x))². (3.41)

Зависимости (2.40, 2.41) справедливы для значений R_x более R_k = 0,2. В случае, если R_x < R_k , то Р_х полагается равным 18, а в выражение (3.41) вместо R_x подставляется величина R_x = 0,14.

Вычисляются размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия по формулам:

ΔР= Р_х Р₀, (3.42)

I⁺ = I_х ∙ Р₀ ^2/3∙Е^1/3/С₀. (3.43)

Классы 2 - 6 режима сгорания облака

Рассчитывается безразмерное расстояние R_х от центра облака по формуле (3.39).

Рассчитываются величины безразмерного давления (P_х1) и импульса фазы сжатия (I_x1) по формулам:

, (3.44)

, (3.45)

где . (3.46)

где σ - степень расширения продуктов сгорания (для газопаровоздушных смесей допускается принимается равным 7, для пылевоздушных смесей 4); u – видимая скорость фронта пламени, м/с.

В случае дефлагарации пылевоздушного облака величина эффективного энергозапаса умножается на коэффициент .

Выражения (3.44), (3.45) справедливы для значений R_x больших величины R_кр1 = 0,34, в случае, если R_x < R_кр1, в выражения (3.44), (3.45) вместо R_x подставляется величина R_кр1.

Вычисляются размерные величины избыточного давления и импульса фазы сжатия по формулам. При этом в выражения (3.42), (3.43) вместо Р_х и I_x подставляются величины P_х1 и I_x1.

3.5. Параметры волны сжатия при взрыве резервуара с перегретой жидкостью или сжиженным газом при воздействии на него очага пожара

Избыточное давление ΔP и импульс I⁺ в волне сжатия, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или СУГ в очаге пожара, определяются по формулам:

(3.47)

, (3.48)

где , приведенная масса, кг; (3.49)

r – расстояние от центра резервуара, м; ; - эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле

, (3.50)

k – доля энергии волны сжатия (допускается принимать равной 0,5); - удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг К); m - масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг; Т - температура жидкой фазы, К; Т_b - нормальная температура кипения, К.

При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) величина Т определяется по формуле:

, (3.51)

где Р_val - давление срабатывания предохранительного устройства; А, В, С_А - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочной литературе. Единицы измерения Р_val (кПа, мм рт. ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.