Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Практикум-1
.pdf
( )
4
= ⋅j⋅ - ⋅ ⋅ -
пад соб
exp 7,0 10 ,q q Rr
-
(9.12)
где q
– средняя по поверхности пламени плотность потока
соб
собственного излучения, кВт / м
2
;
j – угловой коэффициент излучения с площадки на бо-
ковой поверхности пламени пожара разлития на единичную площадку, расположенную на уровне грунта (см.
рис. 9.3, где S, м, – расстояние между центрами элементарных площадок, расположенных на боковой поверхности пламени пожара разлития и объекта), определяемый
по рис. 9.4;
R – расстояние от центра пожара разлития до объекта, м;
r – радиус зеркала разлива, м.
Рис. 9.4. Зависимость углового коэффициента излучения j
с цилиндрического пламени пожара разлития
на элементарную площадку от R / r
Для ориентировочных расчетов можно принять значения
, приведенные в табл. 9.8.
q
соб
221
Таблица 9.8
22 2
обв
Значения плотности потока собственного излучения
некоторых веществ
Вещество q
Сжиженный природный газ (метан) 150…170 Нефть 60…80
Сжиженный нефтяной газ 50…60 Мазут 50…70
Бензин 120…140 Керосин 80…100
, кВт / м2Вещество q
соб
, кВт / м
соб
2
Пример 9.2
На нефтеперекачивающей станции расположен резервуар
вертикальный стальной РВС – 20 000 в обваловке, имеющей
квадратную форму со стороной а = 80 м. Высота обваловки
рассчитана на удержание всего объема нефти, находящейся в
резервуаре, при аварийном разлитии. В результате разрушения резервуара произошел разлив нефти в обваловку. Возник
пожар. Скорость ветра равна 3 м / с.
Молярная масса нефти II группы (C
) M = 240 кг / кмоль,
17H38
температура нефти равна средней максимальной температуре
региона расположения резервуара t
нять массовую скорость выгорания нефти m
плотность потока собственного излучения нефти q
и плотность воздуха r
= 1,29 кг / м2.
в
= 22,4 °С. При расчетах при-
н
= 0,04 кг / (м2 ⋅ с),
выг
= 60 кВт / м2
соб
Определить геометрические размеры пламени пожара разлития и размеры безопасной для персонала зоны (принять время экспозиции равным 30 с).
Решение
1. По условию примера при полном разрушении резервуа-
ра нефть полностью заполняет обваловку, имеющую площадь
:
F
обв
2. Найдем геометрические размеры пламени пожара разлития, условно принимаемого в виде наклонного цилиндра,
предварительно определив следующие параметры:
80 6400 .мFa= = =
222
• диаметр зеркала разлива
обв
;
4
4 6400
90
3,14
м
FD⋅
⋅
= = =
p
90
45 2;
м
r = =
( )
3
п
240
9, 9 ;
22,4 1 0,00367 22,4
кг мr= =
⋅+ ⋅
13
в
0,04 9,8 90
3 1, 9 6 .
9, 9
W
-
⋅⋅
=⋅=
0,67
0,21
0,04
55 1,96 0,48,
1, 29 9, 8 90
L
D
-
=⋅ ⋅=
⋅⋅
L =⋅=
0,49
co s 0,75 1, 96 0,54.
-
q= ⋅ =
• радиус зеркала разлива
• плотность паров нефти по формуле (9.10)
• безразмерную скорость ветра
Теперь по формуле (9.9) определим
таким образом, высота пламени пожара разлития
90 0,48 43 .м
3. По формуле (9.8) определим косинус угла наклона пламени пожара разлития:
Следовательно, угол q = arcos(0,54) = 57°.
223
4. Результаты дальнейших вычислений сведем в табл. 9.9.
Заполняем строку 1 «R / r» соотношениями, удобными для
определения углового коэффициента по рис. 9.4. Заполним
строку 2 «R», перемножив значения строки 1 на значение радиуса зеркала разлива r, вычисленное ранее в п. 2.
5. Вычислим отношение L / r = 43 / 45 ≈ 1, определим угло-
вые коэффициенты излучения j по графику на рис. 9.4 для
различных значений расстояния R, м, от центра пламени, при-
няв для простоты расчета линию, соответствующую L / r = 1 ,
и внесем их в строку 3 «j» табл. 9.9.
6. Плотность потока теплового излучения пламени пожара разлития, падающего на элементарную площадку,
найдем по формуле (9.12), принимая по исходным данным
значение q
в строку 4 «q
= 60 кВт / м2, и внесем рассчитанные значения
соб
» табл. 9.9. Из результатов расчетов следует,
пад
что безопасным для персонала будет расстояние от центра
пламени R = 248 м, на котором плотность падающего тепло-
2
вого потока будет меньше 4,0 кВт / м
(детерминированный
подход).
7. Вероятность летального поражения человека тепловым
излучением Р
, %, на разных расстояниях от центра пожа-
пор
ра найдем по прил. 9.1, предварительно определив величину
пробит-функции по формуле 3 из табл. 9.4, принимая время экспозиции равным 30 с. Внесем полученные результаты
в строку 5 «Pr» и строку 6 «Р
Результаты расчета
, %» табл. 9.9.
пор
Таблица 9.9
Строка 1 R / r
Строка 2 R, м
Строка 3
Строка 4 q
Строка 5 Pr
Строка 6 Р
j
пад
кВт / м
пор
1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
45 68 90 113 135 158 180 203 225 248 270
1,0 0,70 0,48 0,31 0,22 0,17 0,14 0,11 0,08 0,07 0,04
60 41,3 27,9 17,7 12,4 9,4 7,6 5,9 4,2 3,6 2,1
,
2
13,18 11,91 10,57 9,02 7,8 6,86 6,13 5,27 4,11 3,58 1,74
100 100 100 100 99,8 97 87 61 19 8 0
, %
224
Как следует из результатов расчета, радиус зоны безопасности (0 % погибших), определенный вероятностным
методом, равен примерно 270 м от центра пожара, что незначительно отличается от значения, полученного при использовании детерминированного подхода (248 м). Исходя
из максимальной защиты человека, определим, что окончательное безопасное для человека расстояние составит 270 м
от центра пожара или 270 – r = 270 – 45 = 225 м от границы
пламени.
Вывод. Установлены геометрические размеры пламе-
2
ни пожара разлития – площадь пожара F = 6400 м
, высота
пламени пожара L = 43 м, диаметр зеркала разлива D = 90 м,
угол наклона пламени пожара q = 57 °. Размер безопасной для
персонала зоны составляет 270 м от центра пожара или 225 м
от границы пламени пожара.
Задача 9.2
На нефтеперекачивающей станции расположен резервуар в обваловке, имеющей квадратную форму со стороной
а, м. Высота обваловки рассчитана на удержание всего объема нефти, находящейся в резервуаре, при аварийном разлитии.
Молярная масса нефти II группы (C
) M = 240 кг / кмоль,
17H38
температура нефти равна средней максимальной температуре
в регионе расположения резервуара t
выгорания нефти принять m
= 0,04 кг / (м2 ⋅ с), плотность по-
выг
тока собственного излучения нефти q
воздуха r
= 1,29 кг / м2.
в
, °C. Массовую скорость
н
= 60 кВт / м2 и плотность
соб
В результате разрушения резервуара произошел разлив
нефти в обваловку. Возник пожар. Скорость ветра составля-
, м / с.
ет w
в
Определить геометрические размеры пламени пожара разлития и размеры безопасной для персонала зоны, принимая
время экспозиции равным 30 с.
Варианты исходных данных представлены в табл. 9.10.
225
Исходные данные к задаче 9.2
Таблица 9.10
Номер
варианта
Сторона обваловки
a, м
Скорость ветра wв,
м / с
Средняя максимальная
температура t
1 26 1,5 15
2 90 2,0 20
3 65 3,0 25
4 85 4,0 30
5 100 1,5 15
6 80 2,5 20
7 85 4,0 25
8 70 2,5 30
9 35 1,0 15
10 88 2,0 20
11 36 1,0 25
12 64 3,0 30
13 38 1,0 15
14 55 4,0 20
15 85 1,5 25
16 50 3,0 30
17 28 1,5 15
18 86 4,0 20
19 85 2,0 25
20 85 2,0 30
21 50 4,0 15
22 75 2,5 20
23 60 3,5 25
24 80 4,0 30
25 70 3,0 15
26 110 2,5 20
27 76 2,0 25
28 55 3,0 30
29 84 2,0 15
30 36 1,0 20
31 25 1,5 25
32 80 2,0 30
33 85 2,0 15
34 100 3,0 20
35 38 1,0 25
н
, °C
226
Литература
1. Безопасность жизнедеятельности [Текст] : учебник для
студентов учреждений высш. проф. образования / И.В. Бабайцев [и др.] ; под ред. Б.С. Мастрюкова. – 2 изд., перераб. и
доп. – М. : Изд. центр «Академия», 2012. – 304 с.
2. Мастрюков, Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуа-
циях [Текст] : учебник для студентов учреждений высш. проф.
образования / Б.С. Мастрюков. – 6-е изд., перераб. и доп. – М. :
Изд. центр «Академия», 2015. – 324 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 9.1.
Зависимость поражающего фактора Р
пор
, %,
отпробит-функции Pr
Р
% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
пор,
0 2,67 2,95 3,12 3,25 3,38 3,45 3,52 3,59 3,66
10 3,72 3,77 3,82 3,87 3,92 3,96 4,01 4,05 4,08 4,12
20 4,16 4,19 4,23 4,26 4,29 4,33 4,36 4,39 4,42 4,45
30 4,48 4,50 4,53 4,56 4,59 4,61 4,64 4,67 4,69 4,72
40 4,75 4,77 4,80 4,82 4,85 4,87 4,90 4,92 4,95 4,97
50 5,00 5,03 5,05 5,08 5,10 5,13 5,15 5,18 5,20 5,23
60 5,25 5,28 5,31 5,33 5,36 5,39 5,41 5,44 5,47 5,50
70 5,52 5,55 5,58 5,61 5,64 5,67 5,71 5,74 5,77 5,82
80 5,84 5,88 5,92 5,95 5,99 6,04 6,08 6,13 6,18 6,23
90 6,28 6,34 6,41 6,48 6,55 6,64 6,75 6,88 7,05 7,33
99 7,33 7,37 7,41 7,46 7,51 7,58 7,65 7,75 7,88 8,09
Примечание. Определение вероятности Р
считанному по формулам значению пробит-функции Pr, необходимо проводить следующим образом. В таблице найти ячейку с рассчитанным значением Pr, строка и столбец, определяющие местоположение этой ячейки,
будут соответствовать десяткам и единицам вероятности Р
ней строке таблицы столбцы будут соответствовать не единицам, а десятым
долям вероятности.
, %, соответствующей рас-
пор
, %. В послед-
пор
227
Учебное издание
Зиновьева Ольга Михайловна
Меркулова Анна Михайловна
Смирнова Наталья Андреевна
Федоткин Дмитрий Вячеславович
Колесникова Людмила Алексеевна
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Практикум
Редактор Т.А. Кравченко
Корректор В.В. Демидова
Верстальщик А.М. Маркин
Подписано в печать 26.08.24 Уч.-изд. л. 14,25
1
Формат 60 × 90
Университет науки и технологий МИСИС,
119049, Москва, Ленинский пр-кт, д. 4, стр. 1
Издательский Дом НИТУ МИСИС,
119049, Москва, Ленинский пр-кт, д. 2А
Тел. 8 (495) 638-44-06
Отпечатано в типографии
Издательского Дома НИТУ МИСИС,
119049, Москва, Ленинский пр-кт, д. 4А
Тел. 8 (495) 638-44-16, 8 (495) 638-44-43
/
16
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]