|
|
Расчет параметров волны давления при сгорании газопаровоздушной смеси в открытом пространстве (Приложение 5)РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА по дисциплине: «НАДЁЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК»
Выполнил: курсант 512 учебной группы факультета пожарной безопасности младший лейтенант внутренней службы Чернов В.А. Проверил: профессор кафедры пожарной техники, д.т.н. Бубнов А.Г.
Дата приема: «___» _____________ 2012 г. Оценка: _____________ Иваново 2012 год СОДЕРЖАНИЕ 1. Исходные данные для решения задачи. Построение структурно-логической схемы развития аварии («Дерево событий») для ЛВЖ, ГЖ 2. Расчёт вероятности развития аварии по каждому сценарию 3. Расчёт условной вероятности поражения человека в результате воздействия поражающих факторов 4. Расчёт параметров волны давления при сгорании газопаровоздушной смеси в открытом пространстве 5. Расчёт интенсивности теплового излучения «огненного шара» 6. Расчёт интенсивности теплового излучения от пожаров пролива ЛВЖ, ГЖ или СУГ 7. Определение значений пробит-функций Рr 8. Ответ 9. Результаты последствий взрыва топливно-воздушных смесей 10. Результаты последствий пожара ЛВЖ и ГЖ (Огненный шар «ВНИИПО») 11. Результаты последствий пожара ЛВЖ и ГЖ (горение разлива в обваловании) 12. Список используемой литературы
Исходные данные для решения задачи: Резервуар с бензином Аи-98 объемом 1000м3. Степень заполнения резервуара - 80% (по объему). Температура бензина 20°С, нормальная температура кипения бензина Аи-98: 35 0С. Плотность бензина 730 кг/м3. Статистическая вероятность выброса бензина Аи-98 из резервуара – 10-3 1/год. Расстояние до человека, для которого определяется величина индивидуального риска – 27 м, до жилого массива – 360 м. Решение: Для решения задачи воспользуемся методикой расчета пожарного риска на производственных объектах, утверждённой Приказом МЧС России от 10.07.2009 №404 (Приложение 3) и Приложением Э ГОСТ Р 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. Построение структурно-логической схемы развития аварии («Дерево событий») По статистическим данным об авариях на установках данного типа определяем, что наиболее вероятным будет развитие аварии по следующим сценариям: А2 – факельное горение, тепловое воздействие факела приводит к разрушению близлежащего резервуара и образованию «огненного шара» (0,04). А3 – мгновенный выброс продукта с образованием «огненного шара» (0,01). А5 – мгновенной вспышки не произошло, меры по предотвращению пожара успеха не имели, возгорание пролива (0,1). А7 – сгорание облака парогазовоздушной смеси (0,4). А9 – сгорание облака с развитием избыточного давления в открытом пространстве (0,43).
Рис. 1 Структурно-логическая схема развития аварии с выбросом бензина Аи-98 из горизонтального резервуара Расчет вероятности развития аварии по каждому сценарию Выполним оценку вероятности развития аварии по отдельным сценариям. Вероятность факельного горения: Вероятность образования «огненного шара»: Вероятность горения пролива: Вероятность сгорания облака: Вероятность сгорания облака с образованием избыточного давления: Вероятности развития аварии в остальных случаях принимаем равными 0. Расчет условной вероятности поражения человека в результате воздействия поражающих факторов Определение условной вероятности поражения человека производим посредством определения значений пробит-функции Pr, которые определяются величиной параметров поражающих факторов.
Определение параметров поражающих факторов Расчет параметров поражающих факторов производим в соответствии с методиками, представленными в Приложениях 3, 4 и 5. Расчет параметров волны давления при сгорании газопаровоздушной смеси в открытом пространстве (Приложение 5) Избыточное давление ΔP и импульс I+ в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или СУГ в очаге пожара, определяются по формулам:
где r - расстояние от центра резервуара, м;
k - доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5); m - масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг; Т - температура жидкой фазы, К; Тb - нормальная температура кипения, К.
При наличии в резервуаре предохранительного клапана Т, К, допускается рассчитывать по формуле где А, В, Cа - константы Антуана вещества; рк - давление срабатывания предохранительного клапана (Принимаем равным 2000 кПа).
а) Рассчитываем приведенную массу mпр:
где
А=4,99831 В=664,976 Са=221,695
б) Рассчитываем избыточное давление Dр: Для жилого массива:
Для персонала:
Для соседнего резервуара:
в) Находим импульс волны давления I+: Для жилого массива:
Для персонала:
Для соседнего резервуара:
3.1.2. Расчет интенсивности теплового излучения
а) Находим массу горючего т в «огненном шаре»:
б) Определяем эффективный диаметр огненного шара DS (м):
в) Определяем угловой коэффициент облучённости, принимая H=Ds/2=204,8 м: Для жилого массива:
Для персонала:
Для соседнего резервуара:
г) Определяем время существования огненного шара tS (сек.):
д) Определяем коэффициент пропускания атмосферы t : Для жилого массива:
Для персонала:
Для соседнего резервуара:
е) Определяем интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) огненного шара: Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для пожара пролива ЛВЖ, ГЖ или СУГ определяется по формуле:
где
t - коэффициент пропускания атмосферы. Для жилого массива:
Для персонала:
Для соседнего резервуара:
ж) Определим зону теплового излучения: Для жилого массива:
Для персонала:
Для соседнего резервуара:
Ожог III степени – 0,32 МДж/м2 .
3.1.3. Расчёт интенсивности теплового излучения от пожаров Расчет интенсивности теплового излучения пожара пролива производим в соответствии с методикой, представленной в Приложении 3. а) Определяем площадь пролива (м2):
f = 20 м-1 – спланированное грунтовое покрытие;
б) Определяем эффективный диаметр пролива d (м):
в) Определяем высоту пламени Н (м), принимая m’=0,06 кг/(м2×с) (табл. П3.1), rа=1,2 кг/м3, g=9,81 м/с2:
г) Определяем угловой коэффициент облученности Fq: Для жилого массива:
где
Тогда,
Так как диаметр пролива бензина Аи-98 составляет d=143 м, а расстояния до персонала и соседнего резервуара 27 м и 10 м, соответственно, то расчет углового коэффициента облученности, коэффициента пропускания атмосферы и интенсивности теплового излучения ведем только для жилого массива, вследствие попадания и персонала и соседнего резервуара в зону пролива дизтоплива.
д) Определяем коэффициент пропускания атмосферы t : Для жилого массива:
Полученные значения Ef, Fq и t подставляем в формулу и находим значение интенсивности теплового излучения q:
3.2. Определение значений пробит-функций Рr Для полученных значений параметров поражающих факторов определяем величины пробит - функций Рr по формулам, приведенным в Приложении 3, 4, 5.
1)
где DР — избыточное давление, Па; I+ — импульс волны давления, Па × с.
2)
где t – эффективное время экспозиции, с. q – интенсивность теплового излучения, кВт/м2
3)
t0 – характерное время, за которое человек обнаруживает пожар и принимает решение о своих дальнейших действиях (может быть принято равным 5 сек.) x – расстояние от места расположения человека до безопасной зоны (зона, где интенсивность теплового излучения меньше 4 кВт/м2). u – средняя скорость движения человека к безопасной зоне (может быть принята равной 5 м/с).
4) Определяем условную вероятность поражения человека:
5) Расчет индивидуального риска: R=0,03·4,3·10-4 + 1·1·10-5 + 1·1·10-4 = 1,23·10-4 год-1
Для персонала:
1)
2)
Учитывая, что персонал попадает непосредственно в зону воздействия пламени пролива, принимаем условную вероятность равной 1.
4) Определяем условную вероятность поражения человека:
5) Расчет индивидуального риска: R=1·4,3·10-4 + 1·1·10-5 + 1·1·10-4 = 5,4·10-4 год-1
Ответ: Значение индивидуального риска при разгерметизации резервуара с бензином Аи-98 для человека, находящегося в жилом массиве на расстоянии 360 м от источника опасности, составляет 1,23·10-4 год-1, а для персонала на расстоянии 27 метров от источника опасности – 5,4·10-4 год-1 . По величине значений поражающих факторов можно сделать вывод о том, что в зданиях жилого массива на расстоянии 360 метров от аварийного резервуара значительных повреждений от волны избыточного давления наблюдаться не будет, тогда как для персонала, находящегося на расстоянии 27 метров волна избыточного давления (779 кПа) приведет к гибели людей, а кроме того, в случае аварии соседний резервуар также будет полностью уничтожен волной избыточного давления. Величина интенсивности теплового излучения от «огненного шара» достигнет огромных величин при аварии, что вызовет как минимум ожоги III степени как у персонала, так и у населения в жилом массиве. Таким образом, можно сделать вывод, что при возникновении ЧС ситуации на резервуаре с бензином Аи-98 могут произойти непоправимые последствия как для самого производства, так для персонала и окружающей среды которые могут привести к еще более масштабным чрезвычайным ситуациям. Поэтому целесообразно обеспечение всех мер пожарной и взрывопожарной безопасности обучение персонала знаниям противопожарного минимума и выполнение им всех положенных инструкций по эксплуатации данного резервуара.
Приложение 1 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
;
;
,
- эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле:
,
- удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг×К);
,
- среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м2 (допускается принимать 
- угловой коэффициент облученности;
Для жилого массива:
где
где
.
.