
- •7 Курс «Основы гражданской защиты в чрезвычайных ситуациях»
- •«Прогнозирование обстановки при авариях на пожарооопасных объектах»
- •Оценка возможности возгорания.
- •Расчетные соотношения для оценки возможности возгорания.
- •Определение плотности теплового потока
- •Учет взаимного размещения факела пламени и облучаемого тела.
- •Определение размеров факела пламени
- •Рекомендуемые контрольные вопросы
- •Литература
Расчетные соотношения для оценки возможности возгорания.
Определение плотности теплового потока
Соотношение, составленное для оценки возможности возгорания материала применительно к паре источник излучения - облучаемое тело, основывается на использовании закона Стефана-Больцмана и имеет следующий вид:
, вт/м2 (13.1)
где: q - тепловое излучение, воздействующее на элементарную площадку на поверхности облучаемого тела, расположенную перпендикулярно направлению этого излучения;
Co- постоянная1, Co= 5,67 вт/(м2К4) ;
пр- приведенная степень черноты пары источник - материал;
12- коэффициент,определяющий долю лучистой энергии от полной поверхности излучающего тела, достигающую элементарной площадки на оцениваемом материале (индекс “12” - от первого тела ко второму);
Tи- температура пламени (температура источника) в градусах К;
Tдоп- температура самовоспламенения облучаемого материала (температура допустимая) в градусах К.
Приведенная степень черноты пары источник - материал определяется соотношением:
где: и- степень черноты факела пламени;
м- степень черноты облучаемого материала.
Приведенное уравнение справедливо при двух допущениях:
- учитывается только лучистый теплообмен, т.е. конвективным теплообменом пренебрегаем;
- тела, между которыми происходит лучистый теплообмен, разделены непоглощающей средой2.
Вычисляемое на основе закона Стефана-Больцмана значение плотности теплового потока, используемое для оценки безопасных расстояний, существенно зависит от продолжительности воздействия. Минимально необходимое для возгорания материала, из которого состоит облучаемое тело, тепловое излучение, воздействующее на это тело в течении определенного времени, называется критическим тепловым излучением.
В таблице 4 Приложения приведены значения qкрдля различных материалов при продолжительности воздействия 3, 5 и 15 минут.
При кратковременном воздействии, характерном, например, для светового излучения ядерного взрыва (в среднем от 2 до 10 сек), значения qкрвозрастают в 5-6 раз по сравнению со значениями при воздействии в течение 3 минут.
Плотность теплового потока на расстоянии R от эпицентра ядерного взрыва может быть определена с использованием формулы для светового импульса:
, ( Кдж* сек / м2=Квт /м2)
где t(q) - время свечения светящейся области как функция тротилового
эквивалента q.
Учет взаимного размещения факела пламени и облучаемого тела.
Взаимное размещение факела пламени и облучаемого тела учитывается с помощью коэффициента 12. Значение этого коэффициента зависит от формы и размеров факела пламени, а также от расположения облучаемой элементарной площадки по отношению к факелу пламени. Пламя имеет довольно сложную, изменяющуюся во времени форму, и, вообще говоря, может быть апроксимировано шаром (например, при горении облака газовоздушной смеси), конусом (например, при горении нефтепродуктов в открытой емкости) или цилиндром (при большинстве пожаров).
Однако, в практических расчетах факел пламени условно заменяется прямоугольной площадкой, размещение которой по отношению к облучаемому телу рассматривается так, как это показано на схеме, приведенной на рисунке 13.2.
Значение 12 , соответствующее такой схеме, может быть определено по формуле:
- в случае, когда элементарная площадка расположена напротив геометрического центра излучающей поверхности,
- в случае, когда элементарная площадка расположена на уровне нижней кромки излучающей поверхности,
,
Формула несколько громоздка и неудобна для использования при проведении расчетов. Для упрощения процедуры определения значения ‘12при решении задач используются графики, построенные путем расчета по этой формуле для некоторых соотношений между параметрами a, b, r.
Облучаемая элементарная площадка расположена на расстоянии r по нормали от одного из углов площадки, заменяющей факел пламени
Рисунок.13.2. Расчетная схема для определения значения‘12 .