Прогнозирование и оценка обстановки при авариях, сопровождающихся пожарами

Основным поражающим факторам пожаров является термическое воздействие, обусловленное тепловым излучением пламени.

Термическое воздействие определяется величиной плотности потока поглощенного излучения q^ПОГЛ (кВт/м²) и временем теплового излучения (с).

Плотность потока поглощенного излучения q^ПОГЛ связана с плотностью потока падающего излучения q^ПАД соотношением q^ПОГЛ = q^ПАД, где - степень черноты (поглощательная способность) тепловоспринимающей поверхности. Чем ниже степень черноты (больше отражательная способность), тем меньше при прочих равных условия величина q^ПОГЛ (далее q, кВт/м²).

Человек ощущает сильную (едва переносимую) боль, когда температура верхнего слоя кожи превышает 45 °С. Время достижения «порога боли» (с) определяется по формуле (5.71)

Различают три степени термического ожога кожи человека (табл. 5.27).

Характеристики ожогов кожи человека

Таблица 5.27

Степень ожога	Повреждаемый слой	Характеристика	Доза воздействия, кДж/м²
I	Эпидермис	Покраснения кожи	Менее 42
II	Дерма	Волдыри	42-84
III	Подкожный слой	Летальный исход при поражении более 50% кожи	Более 84

Время воспламенения горючих материалов (с) при воздействии на них теплового потока плотностью q (кВт/м²) определяется по формуле

(5.72)

где q_кр — критическая плотность теплового потока, кВт/м²; А, n — константы для конкретных материалов (например, для древесины A = 4300, n = 1, 61).

Значения q_крдля разных материалов и результаты расчета по формуле (5.72) приведены в табл. П.6.

Особенно опасным является нагрев резервуаров с нефтепродуктами, которые могут воспламеняться при воздействии теплового излучения (табл. 5.28).

Время воспламенения резервуара с нефтепродуктами в зависимости от величины плотности потока теплового излучения q

Таблица 5.28

q, кВт/м²	34, 9	27, 6	24, 8	21, 4	19, 9	19, 5
						Более 30

При применении вероятностного подхода к определению поражающего фактора теплового воздействия на человека значения Рпор определяют по табл. П. 1 с использованием для случая летального исхода при термическом поражении следующее выражение для пробит-функции Рr:

(5.73)

Время термического воздействия (с) для случаев пожара разлития и горения здания (сооружения, штабеля и т. п.) равно

(5.74)

где — характерное время обнаружения пожара (допускается принимать 5 с); х — расстояние от места расположения человека до зоны, где плотность потока теплового излучения не превышает 4 кВт/м², м; и — скорость движения человека (допускается принимать 5 м/с).

Для случая огненного шара время термического воздействия принимается равным времени существования огненного шара.

Пожар разлития

При нарушении герметичности сосуда, содержащего сжиженный горючий газ или жидкость, часть (или вся) жидкости может заполнить поддон или обваловку, растечься по

поверхности грунта или заполнить какую-либо естественную впадину.

Если поддон или обваловка имеют вертикальный внутренний откос, то глубину заполнения h (м) можно найти по формуле:

(5.75)

где масса и плотность разлившейся жидкости; F_ПОД–площадь поддона.

При авариях в системах, не имеющих защитных ограждений, происходит растекание жидкости по грунту и (или) заполнение естественных впадин. Обычно при растекании на грунт площадь разлива ограничена естественными и искусственно созданными границами (дороги, дренажные канавы и т. п.), а если такая информация отсутствует, то принимается толщина разлившегося слоя, равной h = 0, 05 м, и определяют площадь разлива Fpaз (м²) по формуле

(5.76)

Отличительной чертой пожаров разлития является «накрытие» (рис. 5.6.) с подветренной стороны, которое может составлять 25—50% диаметра обвалования

Пламя пожара разлития при расчете представляется в виде наклоненного по направлению ветра цилиндра конечного размера (см. рис. 5.6), причем угол наклона зависит от безразмерной скорости ветра W_В:

(5.77)

Геометрические параметры факела пожара разлития находятся по формуле Томаса:

(5.78)

где Wв = — безразмерная скорость ветра; m_ВЫГ — массовая скорость выгорания, кг/(м² * с); — плотность пара и воздуха, соответственно, кг/м³; g — ускорение силы тяжести, м/с²; D — диаметр зеркала разлива, м; — скорость ветра, м/с.

Эмпирические коэффициенты по формуле Томаса (а = 55; b = 0, 67 и с = — 0, 21) получены по результатам экспериментов, выполненных для широкого диапазона изменения параметров:

Скорость выгорания жидкостей определяют, как правило, экспериментально. Для экспертной оценки скорости выгорания m_ВЫГ(кг/(м² * с)) можно воспользоваться эмпирической формулой

(5.79)

где — плотность жидкости, кг/м³; — низшая теплота сгорания топлива, Дж/кг; L_ИСП — скрытая теплота испарения жидкости, Дж/кг, С — коэффициент пропорциональности, значение которого, равное 1, 25 *10^-6 м/с, получено путем обработки многочисленных экспериментальных данных по выгоранию большинства органических жидкостей и их смесей (рис. 5.7).

Плотность теплового потока, падающего на элементарную площадку, расположенную на уровне грунта (см. рис. 5.6), (кВт/м²) вычисляется по формуле:

(5.80)

где — угловой коэффициент излучения с площадки на боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта (рис. 5.6), определяемый по графику на рис. 5.8; q^СОБ — средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени кВт/м.³

Для ориентировочных расчетов можно принять следующие значения q^СОБ (кВт/м²):

Сжиженный природный газ (метан) – 150…170

Сжиженный нефтяной газ – 50…60

Бензин – 120…140

Нефть – 60…80

Мазут – 50…70

Керосин – 80…00

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒