Метод расчета интенсивности теплового излучения
56. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):
- пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
- "огненный шар" - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
57. Интенсивность теплового излучения q, кВт*м-2, для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле
q=Еf Fq*
, (48)
где Еf - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт*м-2; Fq- угловой коэффициент облученности;
- коэффициент пропускания атмосферы.
Значение Еf принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл. 8.
При отсутствии данных допускается принимать величину Еf равной: 100кВт*м-2 для СУГ, 40 кВт*м-2 для нефтепродуктов, 40 кВт*м-2 для твердых материалов.
Таблица 8
Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив
| Топливо | Еf , кВт*м-2 | М,КГ*М-2*с-1 |
| d= 10 м | d= 20 м | d= 30 м | d= 40 м | d= 50 м |
| CПГ (Метан) | 220 | 180 | 150 | 130 | 120 | 0,08 |
| СУГ (Пропан-бутан) | 80 | 63 | 50 | 43 | 40 | 0,10 |
| 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 диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать величину Еf такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле
(49)
где F площадь пролива, м2.
Вычисляют высоту пламени Н, м, по формуле
, (50)
где М - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг*м-2*с-1; рВ - плотность окружающего воздуха, кг*м-3; g = 9,81 м*с-2 - ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формулам:
, (51)
где Fv, Fн - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:
, (52)
, (53)
А=(h2+S2+1)/(2*S); (54)
B=(1+S2)/(2*S); (55)
S=2r/d; (56)
h=2H/d, (57)
где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле
=ехр[-7,0*10-4*(r-0,5d)] (58)
58. Интенсивность теплового излучения q, кВт*м-2, для "огненного шара" вычисляют по формуле (48).
Величину Еf определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Еf равным 450 кВт*м-2.
Значение Fq вычисляют по формуле
, (59)
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" Ds определяют по формуле
Ds=5,33m0,327, (60)
где m - масса горючего вещества, кг.
Величину Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной Ds/2.
Время существования "огненного шара" ts, с, определяют по формуле
ts=0,92m0,303 (61)
Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывают по формуле
, (62)