Расчет параметров ударной волны и теплового излучения огненного шара при взрыве облака газо-воздушной смеси в открытом пространстве

Выполнила Лобко  Татьяна, Ф-27

Расчет параметров ударной волны и теплового  излучения огненного шара при  взрыве облака газо-воздушной смеси в открытом пространстве

На хозяйственном  объекте, на расстоянии R=320 м от производственного здания находится емкость, в которой содержится Мв=29 т сжиженного давлением и хранящегося при температуре воздуха пропана. При расчете коэффициенты ориентации, экранирования и перфорации здания принять равным 1. Коэффициент, учитывающий экранирующий эффект стены принять равным 0,85.

1) Рассчитать возможное  избыточное давление ударной  волны, действующее на производственное  здание и находящиеся внутри  его элементы, в случае возможной  аварийной утечки хранящегося  пропана и возможной детонации  образовавшегося облака газово-воздушной  смеси (ГВС).

2) Рассчитать тепловое  излучение огненного шара в  вышеуказанном случае.

1.Рассчитываю возможное  избыточное давление.

Масса горючего вещества ( ), перешедшего в атмосферу при разгерметизации емкости, определяется по формуле , где – первоначальная масса горючего вещества в емкости, m; – коэффициент, учитывающий ту часть вещества, которая переходит в атмосферу при разгерметизации емкости. зависит от способа хранения продукта; для газов сжиженных под  давлением и хранящихся при температуре окружающей среды  

Объем образовавшегося  полусферического облака ГПВС () определяется по формуле , где – относительная молекулярная масса вещества, ;

  – объемная стехиометрическая  концентрация горючего  вещества в воздухе,  наиболее благоприятная  для возникновения  детонации, %;  

Диаметр ( полусферического облака ГПВС определяется по формуле  
 

Так как  , то детонация вполне возможна.

Масса горючего облака (m, кг)определяется по формуле , где – плотность единицы смеси, кг/ ; = 1,315 кг/;

m = 1,315*1,828*

Тротиловый эквивалент (, кг) наземного взрыва полусферического облака ГПВС определяется по формуле , где – теплота взрыва единица массы смеси, МДж/кг; ; - теплота взрыва тротила, равная 4,184 МДж/кг;

кг

Эффективное избыточное давление во фронте детонационной волны ( определяется по формуле , где показатель адиабаты продуктов детонации(); – стандартное атмосферное давление, равное 101,325 кПа;

 кПа;

Радиус действия детонационной волны ( определяется по формуле , где параметр, определяемый по формуле  

Определение избыточного  давления на расстояниях от эпицентра  взрыва R больших начинается с определения «приведенного» расстояния (), которое рассчитывается по формуле , где R – расстояние от эпицентра взрыва до определенной точки на местности, м;

Затем находится  приведенное давление по формуле

Расчет избыточного  давления во фронте ударной волны ( на расстояниях от эпицентра взрыва R больших ведется по формуле:

Для оценки возможных  последствий воздействия ударной  волны на здания и сооружения определяют избыточное давление ( по формуле , где – коэффициент ориентации, – коэффициент экранирования, – коэффициент перфорации; ;

Избыточное давление ударной волны, действующее на элементы, находящиеся внутри здания и сооружения (определяется по формуле , где – коэффициент, учитывающий экранирующий эффект;

2. Рассчитываю тепловое излучение огненного шара

Радиус огненного  шара ( определяется по формуле

( – масса горючего вещества в огненном шаре, т; );

Время существования  огненного шара определяется по формуле

Мощность поверхностной  эмиссии теплового излучения  огненного шара ( Е, кВт/) определяется по формуле , где – теплота сгорания вещества, МДж/кг, ,

  – доля теплового излучения в общем энерговыделении огненного шара принимается равной 0,3; S – площадь поверхности огненного шара, ;

Коэффициент F, учитывающий фактор удаленности объекта определяется по формуле  

R>2 ,м; ;

Проводимость воздуха  определяется по формуле;

Импульс теплового  излучения огненного шара, падающий на объект (Q, кДж/ определяется по формуле