Определение ожидаемого режима сгорания облака

12. Ожидаемый режим сгорания облака зависит от типа горючего вещества и степени загроможденности окружающего пространства.

Классификация горючих веществ
по степени чувствительности

13. Вещества, способные к образованию горючих смесей с воздухом, по степени своей чувствительности к возбуждению взрывных процессов разделены на четыре класса:

класс 1 – особо чувствительные вещества (размер детонационной ячейки менее 2 см);

класс 2 – чувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 2 до 10 см);

класс 3 – средне чувствительные вещества (размер детонационной ячейки лежит в пределах от 10 до 40 см);

класс 4 – слабо чувствительные вещества (размер детонационной ячейки больше 40 см).

Классификация наиболее распространенных в промышленном производстве горючих веществ приведена в табл. П4.1. В случае, если вещество не внесено в классификацию, его следует классифицировать по аналогии с имеющимися в списке веществами, а при отсутствии информации о свойствах данного вещества, его следует отнести к классу 1, т. е. рассматривать наиболее опасный случай.

Таблица П4.1

14. При оценке масштабов поражения волнами давления должно учитываться различие химических соединений по теплоте сгорания, используемой для расчета полного запаса энерговыделения. Для типичных углеводородов принимается в расчет значение удельной теплоты сгорания Е_уд0 = 44 МДж/кг. Для иных горючих веществ в расчетах используется удельное энерговыделение Е_уд = bЕ_уд0. Здесь b – корректировочный параметр. Для условно выделенных классов горючих веществ величины параметра b представлены в табл. П4.2.

Таблица П4.2

Классификация окружающего пространства
по степени загроможденности

15. Характером загроможденности окружающего пространства в значительной степени определяется скорость распространения пламени при сгорании облака и, следовательно, параметры волны давления. Характеристики загроможденности окружающего пространства разделяются на четыре класса:

класс I – наличие длинных труб, полостей, каверн, заполненных горючей смесью, при сгорании которой возможно ожидать формирование турбулентных струй продуктов сгорания, имеющих размеры не менее трех размеров детонационной ячейки данной смеси. Если размер детонационной ячейки для данной смеси неизвестен, то минимальный характерный размер струй принимается равным 5 см для веществ класса 1, 20 см для веществ класса 2, 50 см для веществ класса 3 и 150 см для веществ класса 4;

класс II – сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, лес, большое количество повторяющихся препятствий;

класс III – средне загроможденное пространство: отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк;

класс IV – слабо загроможденное и свободное пространство.

Классификация режимов сгорания облака

16. Для оценки воздействия сгорания облака возможные режимы сгорания разделяются на шесть классов по диапазонам скоростей их распространения следующим образом:

класс 1 – детонация или горение со скоростью фронта пламени 500 м/с и более;

класс 2 – дефлаграция, скорость фронта пламени 300–500 м/с;

класс 3 – дефлаграция, скорость фронта пламени 200–300 м/с;

класс 4 – дефлаграция, скорость фронта пламени 150–200 м/с;

класс 5 – дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

u = k₁ × М^1/6, (П4.37)

где k₁ – константа, равная 43; М – масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг;

класс 6 – дефлаграция, скорость фронта пламени определяется по формуле

u = k₂ × М^1/6, (П4.38)

где k₂ – константа, равная 26; М – масса горючего вещества, содержащегося в облаке, кг.

17. Ожидаемый режим сгорания облака определяется с помощью табл. П4.3 в зависимости от класса горючего вещества и класса загроможденности окружающего пространства.

Таблица П4.3

При определении максимальной скорости фронта пламени для режимов сгорания 2–4 классов дополнительно рассчитывается видимая скорость фронта пламени по соотношению (П4.37). В том случае, если полученная величина больше максимальной скорости, соответствующей данному классу, она принимается по формуле (П4.37).

Расчет максимального избыточного давления
и импульса фазы сжатия воздушных волн давления

18. Параметры воздушных волн давления (избыточное давление DР и импульс фазы сжатия I⁺) в зависимости от расстояния от центра облака рассчитываются исходя из ожидаемого режима сгорания облака.