Метод расчета интенсивности теплового излучения

Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м2, проводят по формуле

q = E_f·F_q·t, (4.1)

где E_f — среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;
F_q — угловой коэффициент облученности;
t - коэффициент пропускания атмосферы

E_f определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E_f равным 450 кВт/м².

F_q рассчитывают по формуле

, (4.2)

где Н— высота центра «огненного шара», м;
D_s — 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» D_s рассчитывают по формуле

D_s =5, 33 m 0, 327, (4.3)

где т — масса горючего вещества, кг.

H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной D_s/2.

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

t_s = 0, 92 m 0, 303. (4.4)

Коэффициент пропускания атмосферы т рассчитывают по формуле

t = ехр [-7, 0 · 10-4 ( - Ds / 2)]. (4.5)

Пример о пределения время существования «огненного шара» и интенсивность теплового излучения от него на расстоянии 500 м при разрыве сферической емкости с пропаном объемом 600 м³ в очаге пожара.

Данные для расчета

Объем сферической емкости 600 м³. Плотность жидкой фазы 530 кг/м³. Степень заполнения резервуара жидкой фазы 80 %. Расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» 500 м.

Расчет

Находим массу горючего т в «огненном шаре» по формуле

т = Vr a = 600 · 530 · 0, 8 = 2, 54 · 105 кг,

где V— объем резервуара, м³ (V = 600 м³);
r — плотность жидкой фазы, кг/м³ (r = 530 кг/м³);
a — степень заполнения резервуара (a = 0, 8).

По формуле (4.3) определяем эффективный диаметр «огненного шара» D_s

D_s = 5, 33 (2, 54 · 105)0, 327 = 312 м.

По формуле (4.2), принимая H = Ds /2 = 156 м, находим угловой коэффициент облученности F_q

По формуле (4.5) находим коэффициент пропускания атмосферы t:
t = ехр [-7, 0 · 10-4 ( - 312/2)] = 0, 77.

По формуле (4.1), принимая E_f= 450 кВт/м², находим интенсивность тепловогоизлучения q

q = 450 · 0, 037 · 0, 77 = 12, 9 кВт/м².

По формуле (4.4) определяем время существования «огненного шара» t_s

t_s = 0, 92 (2, 54 · 105)0, 303 = 40 с.

Приложение 5