Кп - коэффициент пыления, который представляет собой отношение массы пыли в состоянии аэрозоля ко всей массе пыли, которая вышла из аппарата. В случае отсутствия экспериментальных данных значение Кп допускается принимать: 0,5 - для пыли с дисперсностью не меньше 350 мкм; 1,0 - для пыли с дисперсностью меньше 350 мкм.
а) определяют приведенную массу горючей пыли тпр, кг, по формуле:
тпр = т • Z •Ит/Ито,(45)
где т - масса горючей пыли, которая вышла в результате аварии во внешнюю среду, кг;
Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не меньше 0,02; НТ - теплота сгорания пыли, Дж • кг-1;
НТО - константа, которая принимается равной 4,6*106 Дж-кг"1.
б) Расчетное избыточное давление АР, кПа, определяется по формуле:
АР=Ро (0,8тпр0,33/г+3тпр0,бб/г2+5тпр/г3),(46)
где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки;
Ро - атмосферное давление, кПа.
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной
опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
"2
q=Ef • Fq • ¥,(47)2
где Ef - среднеповерхностная плотность теплового потока излучения пламени, кВт • м" ;
Fq - угловой коэффициент излучения;
¥ - коэффициент пропускания теплового излучения сквозь атмосферу.
Значение Е принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив принимаются данные, приведенные в таблице 8.
В случае отсутствия данных допускается принимать величину Ef равной: 100 кВт • м-2 для 2 2 СУГ; 40 кВт • м" для нефтепродуктов; 40 кВт • м" для твердых материалов.
Таблица 8. Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага пожара и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив
Топливо |
Ef , кВт • м-2 |
Mv, -2 -1 кг • м • с |
||||
|
d= 10 м |
d = 20 м |
d = 30 м |
d = 40 м |
d = 50 м |
|
СУГ (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 Ef такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно. Определяется эффективный диаметр разлива d, м, по формуле:
d =
(48)
4* F
к
Определяется высота пламени Н, м, по формуле:
0,61
V' в v° У
л j-2-1
где Mv - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг • м • с ;
"3
Рв - плотность окружающего воздуха, кг • м ; g = 9,81 м • с" - ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент излучения Fq по формулам:
И = 42* d'
л/g • d
v
Fq Ч F + Fr-.
М
(49)
Р В
(50)
где FB , Fr - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью приведенных ниже формул:
h
S
S-1
A
1
h
arctg
arctg
arctg
(51)
S
S +1
A2 - 1
S2 -1
+ 1 • S - 1
- 1 • S + 1
(в - 1/S)
VTT
(a + 1) . (s - 1)
Fr =~ •
arctg
(52)
.11
(в - 1). (s + 1)0arClg^(A- 1).(s+ 1)
(в +1) • (s -1) 0 (a - 1/S)
A=(h2+S2+1)/(2*S),
B=(1+S2)/(2*S),
S=2r/d,
h=2H/d,
(53)
(54)
(55)
(56)
где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.
Определяют коэффициент пропускания теплового излучения сквозь атмосферу по формуле:
(57)
¥ =ехр [-7,0 -10"4 • (г - 0,5d)].
Величину Ef определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Ef равной 450 кВт • м-2
Значение Fq определяют по формуле:
И /D„ + 0,5
F =
(58)
“4•[( И / Ds + 0,5)2 + (r / Ds )2 ] 15 ’
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, м, определяют по формуле:
0,327
(59)
Ds=5,33m
где т - масса горючего вещества, кг.
Значение Н определяют в процессе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной Ds/2.
Время существования "огненного шара" ts, с, определяют по формуле:
0,303
(61)
ts=0,92m
Коэффициент пропускания теплового излучения сквозь атмосферу ¥ определяется по формуле:
y = exp [- 7,0 • 10-4 •(>/r2 + И2 - Ds /2)](60)
Приложение к Нормам определения категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности
Рекомендованный
РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Z УЧАСТИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ НЕНАГРЕТЫХ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ
ЖИДКОСТЕЙ ВО ВЗРЫВЕ
Материалы данного приложения используются в случае 100т/(рг,п*^в) < 0,5 Снкпр, где Снкпр — нижний концентрационный предел распространения пламени газа или пара, % (об.) и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.
1
< -S 2
1
при Хнкпр < -L и Y
2
( С нкпр
0+8
V0
(1)
•Х• Y•z
нкпр нкпр нкпр
^5•10-3*К
Z р
m
11 при Хнкпр > 2 L и Гнкпр > 2 S
- 3
5*10
нкпр
(2)
Z
•F • Z
нкпр
m
С+
о
С
где С0 — предэкспоненциальный множитель, % (об.), равняется:
в случае отсутствия движения воздушного пространства для горючих газов
С0 = 3,77-103
m
р * V^
г св
в случае движения воздушного пространства для горючих газов
2m
(4)
С = 3*10 о
р * V * U г св
в случае отсутствия движения воздушного пространства для паров легковоспламеняющихся веществ
(
^ 0,41
m * 100
(5)
Сн * р n * Vсв
в случае движения воздушного пространства для паров легковоспламеняющихся веществ
0,46
(
Л
m * 100
(6)
С = С о н
С * Р* V
V нсв0
где т - масса газа или паров ЛВЖ, поступающих в помещение в соответствии с разделом 7, кг; д - допустимые отклонения концентрации при задаваемом уровне значимости Q (С>С), приведены в таблице данного приложения;
-^нкпр, ^нкпр, Znmf, - расстояния по осям X, Y и Z от источника поступления газа или пара, ограниченные нижним концентрационным пределом распространения пламени соответственно, м, рассчитываются по формулам (10— 12) приложения;
L, S - длина и ширина помещения , м;
2
F - площадь пола помещения, м ;
U - подвижность воздушного пространства, м * с-1;
Сн - концентрация насыщенных паров при расчетной температуре t, °С, воздуха в помещении, % (об.).
Концентрация Сн может быть рассчитана по формуле:
Р
Сн = 100 * -*■(7)
Р0
где Рн - давление насыщенных паров при расчетной температуре (принимается по справочным данным ), кПа;
Р0 - атмосферное давление, равняется 101,3 кПа.
Таблица. Значения допустимых отклонений концентрации при уровне значимости Q (С > С )
Характер распределения концентраций |
Q (С > С ) |
5 |
Для горючих газов при отсутствии движения воздушной среды |
0,1 |
1,29 |
|
0,05 |
1,38 |
|
0,01 |
1,53 |
|
0,003 |
1,63 |
|
0,001 |
1,70 |
|
0,000001 |
2,04 |
Для горючих газов при движении воздуш - ной среды |
0,1 |
1,29 |
|
0,05 |
1,37 |
|
0,01 |
1,52 |
|
0,003 |
1,62 |
|
0,001 |
1,70 |
|
0,000001 |
2,03 |
Для паров легковоспламеняющихся веществ при отсутствии движения воздушной среды |
0,1 |
1,19 |
|
0,05 |
1,25 |
|
0,01 |
1,35 |
|
0,003 |
1,41 |
|
0,001 |
1,46 |
|
0,000001 |
1,68 |
Для паров легковоспламеняющихся веществ при движении воздушной среды |
0,1 |
1,21 |
|
0,05 |
1,27 |
|
0,01 |
1,38 |
|
0,003 |
1,45 |
|
0,001 |
1,51 |
|
0,000001 |
1,75 |
Уровень значимости Q (С > С ) выбирается, исходя из особенностей технологического процесса. Допускается принимать Q (С > С ) равным 0,05.
Рис. Значения коэффициента Z участия паров легковоспламеняющихся веществ во
взрыве
Значение Хопределяется по формуле:
Сн £ С
(8)
*
Сн / С , если X = н
1, если Сн > С
где С*- величина, которая задается соотношением
С* = j Сст,(9)
где j - эффективный коэффициент избытка горючего вещества, который принимается равным 1,9; Сст - стехиометрическая концентрация.
S • C0 )0,5
C
нкпр
S • C
(10)
(11)
(12)
0)0,5
Хнкпр = K3-H• (K2 • ln
Гнкпр = K}-S- (K2-ln-
Хнкпр K]*L* (К2 • In
Снкпр
S • С
0