Смекни!
smekni.com

Проектирование автомобильной газозаправочной станции сжиженным газом пропан-бутан (стр. 7 из 16)

Рис.2. Импульс волны давления при сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве, кПа·с.

Рис.3. Избыточное давление, развиваемое при сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве, кПа

2.6 Возможная обстановка при воздействии волны

избыточного давления взрыва

При сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве опасность будут представлять:

• Волна давления при сгорании газовоздушной смеси в открытом пространстве (последствия воздействия избыточного давления представлены в таблице 5);

• Осколки (части) разрушившихся резервуара и другого технологического оборудования.

Опасный параметр достигнет критических для человека значений в течении нескольких секунд. В таких условиях эвакуация обслуживающего персонала не возможна.


Таблица 5

Степень поражения Избыточное давление, кПа Расстояние от разрушающегося резервуара, м
Полное разрушение зданий 100-54 1-60
50% разрушение зданий 53-29 61-85
Среднее повреждение зданий 28-13 86-149
Умеренное повреждение зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.) 12-6 150-270
Нижний порог повреждений человека давлением 5-4 271-370
Малые повреждения (разбита часть остекления) 3 371-490

2.7 Расчет опасных параметров при возникновении "огненного шара"

Рассчитаем интенсивности теплового излучения и параметры волны давления, образующейся при возникновении "огненного шара". Расчет проводится на основе ГОСТ Р 12.3.047-98.

2.7.1 Интенсивность теплового излучения q (кВт·м-2)

для "огненного шара"

2.7.1.1 Угловой коэффициент облученности Fq:

где Н - высота центра "огненного шара", м; Ds - эффективный диаметр "огненного шара", м; r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром "огненного шара", м; эффективный диаметр "огненного шара"; величину Н допускается принимать равной Ds/2

2.7.1.2 Масса горючего вещества в огненном шаре m, кг:

где ρсм - плотность смеси кг/м3, VCM - объем смеси.

ρсм=(0,5·585+0,5·601)=292,5+300,5=593 кг/м3

Vсм=α·Vрез,

где объем резервуара Vрез= 17,6 м3; коэффициент заполнения резервуара, α = 0,85.

Vсм=0,85·17,6=14,96 м3;

m=ρсм·Vсм=593·14,96=8871,28 кг

2.7.1.3 Эффективный диаметр "огненного шара":

Ds=5.33·m0.327; Ds=5.33·8871.280.327=104.16 м,

где Ds - эффективный диаметр "огненного шара"; m - масса горючего вещества в "огненном шаре", кг.

2.7.1.4 Продолжительность существования "огненного шара" ts, сек

ts=0,92·m0,303; ts=0,92·8871,280,303=14,45 сек,

где ts - продолжительность существования "огненного шара", сек; m - масса горючего вещества в "огненном шаре", кг.

2.7.1.5 Высота центра "огненного шара"

где Н - высота центра "огненного шара", м; Ds - эффективный диаметр "огненного шара".

2.7.1.6 Коэффициент пропускания атмосферы:

где г - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром "огненного шара", м; Н - высота центра "огненного шара", м; Ds - эффективный диаметр "огненного шара".

2.7.1.7 Интенсивность теплового излучения q, кВт м-2

где Ef - среднеповерхностная плотность излучения пламени кВт·м-2 ; Ef = 450 кВт·м2 (при отсутствии данных ); φq - угловой коэффициент облученности, τпр - коэффициент пропускания атмосферы.

Таблица 6

r, м tс, сек Fq q, кВт·м2 tпр Q, Дж/м2
0 14,45 0,250 112,5 1,000 16,25
10 14,45 0,246 110,88 0,999 16,02
20 14,45 0,236 106,227 0,997 15,34
30 14,45 0,221 99,266 0,994 14,34
40 14,45 0,203 90,659 0,990 13,10
50 14,45 0,183 81,275 0,986 11,74
60 14,45 0,162 71,808 0,981 10,37
70 14,45 0,142 62,760 0,975 9,06
75 14,45 0,133 58,497 0,972 8,45
80 14,45 0,124 54,441 0,970 7,86
83 14,45 0,119 52,113 0,968 7,53
85 14,45 0,116 50,607 0,967 7,31
90 14,45 0,108 47,001 0,964 6,79
100 14,45 0,093 40,476 0,958 5,84
103 14,45 0,089 38,693 0,956 5,59
105 14,45 0,087 37,547 0,955 5,42
110 14,45 0,081 34,830 0,952 5,03
115 14,45 0,075 32,315 0,949 4,66
120 14,45 0,070 29,990 0,946 4,33
125 14,45 0,065 27,842 0,943 4,02
130 14,45 0,061 25,862 0,940 3,73
135 14,45 0,056 24,036 0,937 3,47
140 14,45 0,053 22,353 0,934 3,23
150 14,45 0,046 19,974 0,928 2,88
160 14,45 0,040 16,843 0,921 2,43
170 14,45 0,035 14,692 0,915 2,12
180 14,45 0,031 12,858 0,909 1,85

Рис.4. Интенсивность теплового излучения q, кВт·м-2 для «огненного шара»

Рис.5. Доза теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека, Дж/м2

2.7.2 Параметры волны давления при взрыве резервуара с СУГ

Так как разрыв резервуара с образованием "огненного шара", происходит совместно с образованием волн давления, то рассчитаем параметры волны давления.

2.7.2.1 Энергия, выделившаяся при изотропическом расширении среды в резервуаре Еиз, Дж:

Еизэфф·m·( Т-Ткип);

Еиз = 500·8871,28·(360 - 251,65) = 480601594 = 4,8·108 Дж;

Ткип = (-42,5 - 0,5)/2 + 273,15 = 251,65 К,

где m =8871,28 - масса СУГ в резервуаре; Сэфф - константа, равная 500 Дж/(кг·К); Ткип - температура кипения СУГ при постоянном давлении.

2.7.2.2 Температура вещества в резервуаре с СУГ

в момент его взрыва, К:

рк=2 кПа;

А = (5,95547 + 6,00525)/2 =5 ,98036;

В = (968,098 + 813,864)/2 = 890,981;

Са = (248,116 + 242,555)/2 = 245,3355;

Т = 890,981/(5,98036 - lg2) + 273,15 = 360 К,