VI. Интенсивность теплового излучения

22. В настоящем разделе приводятся методы расчета интенсивности теплового излучения от пожара пролива на поверхность, огненного шара, а также радиуса воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в случае пожара-вспышки.

Пожар пролива

23. Интенсивность теплового излучения q (кВт/м²) для пожара пролива ЛВЖ, ГЖ или СУГ определяется по формуле

(П4.52)

где – среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м²; – угловой коэффициент облученности; t – коэффициент пропускания атмосферы.

Значение принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или по табл. П4.4. При отсутствии данных для нефтепродуктов допускается принимать величину равной 40 кВт/м².

Таблица П4.4

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

Топливо	Ef, кВт/м2, при d,м	кг/(м2 × с)
Сжиженный природный газ (далее – СПГ)						0,08
СУГ (пропан-бутан)						0,1
Бензин						0,06
Дизельное топливо						0,04

Примечание. Для диаметров очага менее 10 м или более 50 м следует принимать такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.

При отсутствии данных для нефти и нефтепродуктов допускается величину E_f (кВт/м²) определять по формуле:

, (П4.53)

где d - эффективный диаметр пролива, м.

При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей допускается величину E_f (кВт/м²) определять по формуле:

, (П4.53.1)

где m¢ - удельная массовая скорость выгорания, кг/(м² с); Н_СГ – удельная теплота сгорания, кДж/кг; L – длина пламени, м.

При отсутствии данных для однокомпонентных жидкостей допускается величину m^/ (кг/(м² с)) определять по формуле:

, (П4.53.2)

где L_g – удельная теплота испарения жидкости, кДж/кг; С_P – удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг×К); T_b – температура кипения жидкости при атмосферном давлении, К; T_а – температура окружающей среды, К.

Для многокомпонентных смесей жидкостей допускается определение значений E_f и m¢ по компонентам, для которых величины E_f и m¢ максимальны.

Угловой коэффициент облученности определяется по формуле

, (П4.54)

где F_V, F_H – факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, которые определяются по формулам

; (П4.54)

; (П4.55)

; (П4.56)

; (П4.57)

; (П4.58)

, (П4.59)

где r – расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м; d – эффективный диаметр пролива, м; H – высота пламени, м.

Эффективный диаметр пролива d (м) рассчитывается по формуле

, (П4.60)

где F – площадь пролива, м².

Высота пламени H (м) определяется по формуле

, (П4.61)

где т' – удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м² × с); r_а – плотность окружающего воздуха, кг/м³; g – ускорение свободного падения, g = 9,81, м/с².

Коэффициент пропускания атмосферы t для пожара пролива определяется по формуле

. (П4.62)

При необходимости может быть учтено влияние ветра на форму пламени.

С учетом влияния ветра на форму пламени факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, для площадок, расположенных в 90^О-м секторе в направлении наклона пламени, определяются формулам:

, (П4.62.1)

, (П4.62.2)

, (П4.62.3)

, (П4.62.4)

, (П4.62.5)

,(П4.62.6)

, (П4.62.7)

, (П4.62.8)

, (П4.62.9)

, (П4.62.10)

где X - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м; d - эффективный диаметр пролива, м; L – длина пламени, м; θ - угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра.

Для площадок, расположенных вне указанного сектора, а также в случаях отсутствия ветра факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок рассчитаются по формулам (П4.54)-(П4.59).

Длина пламени L (м) определяется по формулам:

при u_* ³ 1

, (П4.62.11)

при u_* < 1 – по формуле П4.61,

где

(П4.62.12)

где m¢ - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м²×с); r_a - плотность окружающего воздуха, кг/м³; r_П - плотность насыщенных паров топлива при температуре кипения, кг/м³; w₀ - скорость ветра, м/с; g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра θ рассчитывается по формуле:

. (П4.62.13)

Огненный шар

24. Интенсивность теплового излучения q(кВт/м²) для огненного шара определяется по формуле (П4.52).

Величина определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать равной 450 кВт/м².

Значение F_q определяется по формуле

, (П4.63)

где H – высота центра огненного шара, м; D_s – 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 D_s (м) определяется по формуле

(П4.64)

где т – масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг.

Величину H допускается принимать равной D_s/2.

Время существования огненного шара t_s (с) определяется по формуле

. (П4.65)

Коэффициент пропускания атмосферы t для огненного шара рассчитывается по формуле:

. (П4.66)

VII. Определение радиуса воздействия
продуктов сгорания паровоздушного облака
в случае пожара-вспышки

25. В случае образования паровоздушной смеси в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании относительно слабым источником (например, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени. При этом амплитуды волны давления малы и могут не приниматься во внимание при оценке поражающего воздействия. В этом случае реализуется так называемый пожар-вспышка, при котором зона поражения высокотемпературными продуктами сгорания паровоздушной смеси практически совпадает с максимальным размером облака продуктов сгорания (т. е. поражаются в основном объекты, попадающие в это облако). Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке R_F определяется формулой

, (П4.67)

где R_НКПР – горизонтальный размер взрывоопасной зоны, определяемый по п. 10 настоящего приложения.