4. Определение устойчивости производственного комплекса к пожару разлития горючей жидкости (сжиженного газа) и горение паровоздушного облака при разгерметизации резервуара.

Дано:

Горючее вещество – бензин

Масса разлившейся жидкости – 60 т

Поверхность разлива – песок сухой

Направление ветра – в сторону цеха

Скорость ветра – 4 м/с

Расстояние до цеха – 150 м

Пожар разлития

При нарушении герметичности сосуда, содержащего сжиженный горючий газ или жидкость, жидкость (или ее часть) может заполнить поддон или обваловку, растечься по поверхности грунта или заполнить какую-либо естественную впадину.

Глубину заполнения поддона или обваловки h, м, можно найти по формуле

(3)

где — масса разлившейся жидкости; кг

— плотность разлившейся жидкости; кг/ (

— 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 для приближенных расчетов принимают толщину разлившегося слоя равной h = 0,05м и определяют площадь разлива, м², по формуле

По результатам экспериментов с жидким метаном и азотом компания «Газ де Франс» предлагает следующие значения h (табл. 2).

Таблица 2

Толщина слоя разлившегося сжиженного газа и жидкости

Характер поверхности	h ,м	Характер поверхности	h ,м
Бетонная	0,3	Влажная песчаная	15,0
Водная	1,0	Сухая песчаная	20,0
Щебень 1 .	5,0

Примечательной чертой пожаров разлития является накрытие с подветренной стороны. Это накрытие может составлять 25-50% диаметра обвалования

Пламя пожара разлития при расчете представляют в виде наклоненного по ветру цилиндра конечного размера, причем угол наклона зависит от безразмерной скорости ветра :

(7)

Геометрические параметры пламени пожара разлития можно определить по формуле Томаса:

(8)

Где – безразмерная скорость ветра;

-массовая скорость выгорания бензина ( =0,048 кг/(м² с));

- плотность пара бензина ( кг /м³);

— плотность воздуха ( кг /м³);

g — ускорение силы тяжести м/с²;

D — диаметр зеркала разлива, м;

w - скорость ветра, м/с;

а, b, с - эмперические коэффициенты (а = 55, b = 0,67, с = -0,21)

Определим геометрические параметры пламени пожара разлития по формуле Томаса:

Степень термического воздействия пожара разлития (плотность теплового потока, падающего на элементарную площадку, расположенную параллельно (к = 0) и перпендикулярно (к = 90) поверхности разлива, кВт/м², можно найти по формуле

(10)

где - средняя по поверхности плотность потока собственного излучения пламени, кВт/м² ( для бензина 1800 кВт/м² );

- угловой коэффициент излучения с площадки на боковой поверхности пламени пожара разлива на единичную площадку, расположенную на уровне грунта.

Горение парогазовоздушного облака.

Крупномасштабное диффузионное горение парогазовоздушного облака, реализуемое при разгерметизации резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением, носит название «огненный шар».

Таблица 3

Значения q_co6, кВт/м², для жидкого углеводородного топлива

Топливо	d=10 м	d=20 м	d=30 м	d=40 м	d=50 м
СПГ (метан)	220	180	150	130	120	0,08
СУГ(пропан)	80	63	50	43	40	0,1
Бензин	60	47	35	28	25	0,06
Дизельное топливо	40	32	25	21	18	0,04
Нефть	25	19	15	12	10	0,04

Примечание. Для очагов диаметром менее 10 м и более 50 м следует принимать величину q_co6 такой же, как и для очагов диаметром 10 и 50 м соответственно.

Плотность теплового потока, падающего с поверхности «огненного шара» на элементарную площадку на поверхности мишени, кВт/м², равна

(12)

где плотность потока собственного излучения «огненного шара», кВт/м², допускается принимать равной 450 кВт/м² (табл. 3);

R — расстояние от точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» до облучаемого объекта, м;

Н — высота центра «огненного шара», м, которую допускается принимать равной 0,5 ;

— эффективный диаметр «огненного шара», м;

— угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на элементарную площадку облучаемой поверхности.

(13)

где М — масса горючего вещества, кг.

Высота центра огненного шара

Угловой коэффициент излучения с «огненного шара» на элементарную площадку облучаемой поверхности

(14)

Плотность теплового потока, падающего с поверхности «огненного шара» на элементарную площадку на поверхности мишени, кВт/м², равна

Время существования «огненного шара», с, рассчитывают по формуле

Рассчитав значения и по формулам, несложно определить величину пробит-функции и степень термического поражения Р_пор

При использовании вероятностного подхода к определению поражающего фактора теплового излучения значения Р_пор опре­деляют по табличным данным, используя для случая летального исхода при термическом поражении следующие выражения для пробит-функции Рr:

Из этого можно сделать вывод, что при данной величине пробит-функции степень поражения людей равна 100%.