16.3. Расчет плотности теплового излучения пожаров проливов и огненных шаров

Пример 4

Определить ожидаемую плотность теплового излучения на расстоянии r = 40 м от пожара пролива ЛВЖ.

Исходные данные:

В результате разгерметизации трубопровода произошла утечка и загорание бензина на площади 300 м² . Скорость ветра незначительна (меньше 1 м/с).

Решение:

Для расчета диаметра и радиуса пламени используется формула (3.25):

d_n = (4 · S_p/π)^0,5 = 4 · 300/3,14) ^0,5 = 19,5 м; r_п = 10 м.

По Приложению 5 определяется средне поверхностная плотность теплового излучения факела пламени: Е = 130 кВт/м².

По формуле (3.27) определяется коэффициент облученности φ между факелом пламени и элементарной площадкой на поверхности облучаемого объекта:

· [1-0,0581n(40)] = 0,05

По формуле (3.26) определяется величина плотности теплового излучения q на расстоянии 40 м от пожара:

q = Е · φ = 130 · 0,05 = 6,5 кВт · м^-2.

В соответствии с данными табл. П.4.2 (Приложение 4) данное значение плотности теплового излучения не вызывает воспламенение горючих материалов.

Пример 5

Определить ожидаемую плотность теплового излучения на расстоянии r = 100 м от огненного шара и оценить опасность излучения.

Исходные данные:

В результате столкновения двух цистерн с СУГ произошел пожар пролива вещества. От теплового воздействия пожара пролива произошел взрыв второй цистерны с нагрузкой 24 т СУГ с образованием огненного шара.

Решение:

По формулам (3.28) – (3.30) определяются масса огненного шара, его радиус и время существования:

М_ош = 0,6 · М = 0,6 · 24 = 14,4 т;

R_ош = 29 · М_ош^1/3 = 29 · 2,4 = 70 м;

t_ош = 4,5 · М_ош^1/3 = 10,8 с.

По формуле (3.27) определяется φ коэффициент облученности между факелом пламени и элементарной площадкой на поверхности облучаемого объекта при r_п = R_ош = 70 м и r = 100м:

· [1-0,0581n(100)] = 0,197

По Приложению 5 определяется средне поверхностная плотность теплового излучения факела пламени Е = 200 кВт/м².

По формуле (3.26) определяется величина плотности теплового излучения q на заданном расстоянии:

q = Е · φ = 200 · 0,197 = 39,5 кВт · м^-2.

В соответствии с данными табл. П.4.2 (Приложение 4) данное значение плотности теплового излучения при времени облучения 10,8 с не вызывает воспламенение горючих материалов.

Вероятность поражения людей тепловым потоком зависит от индекса дозы теплового излучения (I), который определяется из соотношения (3.31):

I = t_ом · (1000 · q)^4/3 = 10,8 · (1000 · 39,5)^4/3 = 1,24 · 10⁷.

Доля пораженных тепловым излучением определяется по табл. П.1.3 или рис. П.1.2 (Приложение 1) и составляет около 50%, получивших ожоги II степени, и 15%, получивших смертельное поражение.

16.4. Расчет зон химического заражения

Пример 6

Определить глубину зоны заражения АХОВ.

Исходные данные:

В результате столкновения на сортировочной станции двух цистерн с жидким хлором произошел разлив 40 т АХОВ. Метеоусловия: скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0⁰ С, состояние атмосферы – изотермия. Время испарения 40 мин.

Решение:

По формуле (3.32) определяются эквивалентное количество продукта в первичном облаке:

Q_э1 = К1 · К3 · К5 · К7 · Q₀ = 0,18 · 1 · 0,23 · 0,6 · 40 = 1 т.

Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку производится по формуле (3.33):

Q_э2 = (1 – К1) · К2 · К3 · К4 · К5 · К6 · К7 · Q₀/(h · ρ) =

(1 – 0,18) · 0,052 · 1 · 2,34 · 0,23 · 1 · 1 · 40/(0,05 · 1,553) = 11,8 т.

По таблицам Приложения 6 находим глубину зоны заражения первичным облаком Г1 = 1,68 км и вторичным облаком Г2 = 6 км.

Полная глубина зоны заражения определяется по формуле (3.34):

Г = Г_max + 0,5 Г_min = 6 + 0,5 · 1,68 = 6,84 км.