Приложение В. Метод расчета интенсивности теплового излучения при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ

(рекомендуемое)

Метод расчета интенсивности теплового излучения
при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ

B.1 Интенсивность теплового излучения q, кВт/м2, рассчитывают по формуле

q = E F тау, (B.1)

f q

где E - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени,

f кВт/м2;

F - угловой коэффициент облученности;

q

тау - коэффициент пропускания атмосферы.

В.2 Е_f принимают на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в таблице B.1.

Таблицa B.1 - Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив

┌────────────────┬───────────────────────────────────────────┬──────────┐

│ Топливо │ E_f, кВт/м2, при d, м │ м, │

│ ├────────┬────────┬────────┬───────┬────────┤ кг/(м2 х │

│ │ 10 │ 20 │ 30 │ 40 │ 50 │ с) │

├────────────────┼────────┼────────┼────────┼───────┼────────┼──────────┤

│СПГ (метан) │ 220 │ 180 │ 150 │ 130 │ 120 │ 0,08 │

│ │ │ │ │ │ │ │

│СУГ │ 80 │ 63 │ 50 │ 43 │ 40 │ 0,1 │

│(пропан-бутан) │ │ │ │ │ │ │

│ │ │ │ │ │ │ │

│Бензин │ 60 │ 47 │ 35 │ 28 │ 25 │ 0,06 │

│ │ │ │ │ │ │ │

│Дизельное │ 40 │ 32 │ 25 │ 21 │ 18 │ 0,04 │

│топливо │ │ │ │ │ │ │

│ │ │ │ │ │ │ │

│Нефть │ 25 │ 19 │ 15 │ 12 │ 10 │ 0,04 │

├────────────────┴────────┴────────┴────────┴───────┴────────┴──────────┤

│ │

│ Примечание - Для диаметров очага менее 10 м или более 50 м следует│

│принимать Е_f такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м│

│соответственно │

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

При отсутствии данных допускается E_f принимать равной 100 кВт/м2 для СУГ, 40 кВт/м2 для нефтепродуктов.

В.3 Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле

4 S

d = кв.корень(─────), (В.2)

пи

где S - площадь пролива, м2.

В.4 Рассчитывают высоту пламени H, м, по формуле

m 0,61

H = 42 d (─────────────────), (B.3)

ро кв.корень(gd)

где m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2 x с);

ро - плотность окружающего воздуха, кг/м3;

в

g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

В.5 Определяют угловой коэффициент облученности F_q по формуле

2 2

F = кв.корень(F + F), (B.4)

q V H

1 1 h h S - 1

где F = ───[── x arctg(───────────────) + ───{arctg(кв.корень(─────)) -

V пи S 2 S S + 1

1 кв.корень(S - 1) 1 1

(A + 1)(S - 1)

A 1

- ───────────────- х arctg(кв.корень(──────────────))}], (B.5)

2 (A - 1)(S + 1)

кв.корень(A - 1) 1

2 2

где A = (h + S +1)/2S, (B.6)

1 1

S = 2r/d (r - расстояние от геометрического центра пролива до

1 облучаемого объекта), (В.7)

h = 2H/d; (B.8)

(В - 1/S) (В + 1)(S - 1)

1 1 1

F = ───[─────────────── x arctg(кв.корень(─────────────) -

H пи 2 (В - 1)(S + 1)

кв.корень(В - 1) 1

(A - 1/S) (A + 1)(S - 1)

1 1

- ───────────────) x arctg(кв.корень(──────────────))], (B.9)

2 (A - 1)(S + 1)

кв.корень(A - 1) 1

B = (1 + S)/(2S). (В.10)

B.6 Определяют коэффициент пропускания атмосферы тау по формуле

-4

тау = ехр[-7,0 x 10 (r - 0,5 d)]. (B.11)

Пример - Расчет теплового излучения от пожара пролива бензина площадью 300 м2 на расстоянии 40 м от центра пролива.

Расчет

Определяем эффективный диаметр пролива d по формуле (В.2)

d = кв.корень(4 x 300/3,14) приблизительно = 19,5 м.

Находим высоту пламени по формуле (В.3), принимая

2 2 3

m = 0,06 кг/(м x с), g = 9,81 м/с и ро = 1,2 кг/м:

в

0,06 0,61

H = 42 x 19,5(────────────────────────) приблизительно = 26,5 м.

1,2 кв.корень(9,8 х 19,5)

Находим угловой коэффициент облученности F_q по формулам (В.4) - (В.10), принимая r = 40 м:

h = 2 x 26,5/19,5 = 2,72,

S = 2 x 40/19,5 = 4,10,

2 2

A = (2,72 + 4,10 + 1)/(2 x 4,1) = 3,08,

B = (1 + 4,1)/(2 x 4,1) = 2,17,

1 1 2,72 2,72 4,1 - 1

F = ──── [─── x arctg(─────────────────) + ──── {arctg(кв.корень(───────)) -

V 3,14 4,1 2 4,1 4,1 + 1

кв.корень(4,1 - 1)

3,08 (3,08 + 1)(4,1 - 1)

- ────────────────── x arctg(кв.корень(──────────────────))}] = 0,00126,

2 (3,08 - 1)(4,1 + 1)

кв.корень(3,08 - 1)

1 (2,17 - 1/4,1) (2,17 + 1)(4,1 - 1) (3,08 - 1/4,1)

F = ──── [─────────────────── х arctg(кв.корень ───────────────────) - ──────────────────── х

H 3,14 2 (2,17 - 1)(4,1 + 1) 2

кв.корень(2,17 - 1) кв.корень(3,08 - 1)

(3,08 + 1)(4,1 - 1)

х {arctg(кв.корень(───────────────────)] = 0,03236,

(3,08 - 1)(4,1 + 1)

2 2

F = кв.корень(0,00126 + 0,03236) = 0,03240.

q

Определяем коэффициент пропускания атмосферы тау по формуле (В.11)

-4

тау = exp[-7,0 x 10 (40 - 0,5 x 19,5)] = 0,979.

Находим интенсивность теплового излучения q по формуле (В.1), принимая E_f = 47 кВт/м2 в соответствии с таблицей B.1:

q = 47 x 0,0324 x 0,979 = 1,5 кВт/м2.

Поиск по сайту: