рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Оценка устойчивости объекта к тепловому воздействию излучения от очага пожара

Работа сделанна в 2006 году

Оценка устойчивости объекта к тепловому воздействию излучения от очага пожара - Курсовая Работа, раздел Военное дело, - 2006 год - Устойчивость работы объектов промышленности в чрезвычайных ситуациях Оценка Устойчивости Объекта К Тепловому Воздействию Излучения От Очага Пожара...

Оценка устойчивости объекта к тепловому воздействию излучения от очага пожара. Прогнозирование обстановки в районе пожароопасного объекта Решение типовых задач по оценке пожарной обстановки - определяется допустимой продолжительности теплового облучения элементов объекта горнодобывающей промышленности, минимального безопасного расстояния для персонала и элементов объектов от очага пожара и теплового потока падающего на поверхность элемента объекта при пожаре, допустимых размеров территории горения, исключающих распространение пожара на расположенные рядом объекты.

Основные закономерности протекания тепловых процессов при горении и их влияние на образование новых очагов возгорания на объектах горнодобывающей промышленности.

В очагах возникновения пожаров происходит реакция горения, в результате которой выделяется в окружающую среду большое количество тепла.

Под длительным воздействием тепла материалы, конструкции, оборудование и отдельные предметы, оказавшиеся в зоне действия высокой температуры, претерпевают различные разрушения, подвергаются деформации или уничтожаются полностью - сгорают.

Продолжительность тепловых процессов в очаге пожара.

Продолжительность горения при пожаре в помещении сооружении определяется многими факторами. Наиболее важными, среди которых являются величина пожарной нагрузки помещения сооружения, скорость выгорания горючих материалов и условия газообмена.

Под пожарной нагрузкой понимается масса всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в помещении сооружении или на открытом пространстве. В пожарную нагрузку входят также конструктивные элементы зданий сооружений. Скорость выгорания жидких, твердых веществ и материалов характеризуется потерей массы в единицу времени с единицы площади пожара в зоне горения. Условия газообмена определяются степенью раскрытия к взаимным расположением проемов дверных, оконных, вентиляционных люков, световых фонарей и др высотой и объемом помещений.

Процесс горения, как показывают специальные исследования, протекает неравномерно. Его можно разделить условно на три периода. Первый период соответствует развитию горения из начального очага возгорания до общего воспламенения в объеме помещения сооружения. Продолжительность этого периода изменяется в широком диапазоне и может достигать нескольких часов при ограниченных условиях газообмена.

Для помещений средних размеров административные, жилые и иные здания при недостаточном газообмене он составляет 30 40 минут, а при оптимальном газообмене и негорючей облицовке стен - 15 18 мин. В этот период распространение пожара происходит преимущественно за счет передачи тепла вследствие конвекции и теплопроводности, при этом температура в различных зонах помещения сооружения существенно различается. Во второй, основной период развития пожара огорает основная часть горючего материала до 80 практически с постоянной скоростью.

Среднеобъемная температура повышается до максимального значения. Передача тепла происходит в основном излучением. Третий период соответствует периоду затухания пожара. Происходит медленное догорание угольного остатка, температура снижается. Таким образом, продолжительность горения в очаге возгорания больше, чем на других участках пожара, на величину времени первого периода развития пожара. В условиях пожара, горения топлива, материалов, сильно нагретых поверхностей большую пожарную опасность представляет лучистый теплообмен.

При 800 град. С и выше теплообмен между телами происходит практически лишь за счет излучения, доля конвективного тепла при этом незначительна. Если тело полностью поглощает падающую на него лучистую энергию, оно называется абсолютно черным. Близкими по своим свойствам к таким телам можно считать черное сукно, черный бархат, вода и сажа. Тело, полностью отражающее падающую на него лучистую энергию, называется абсолютно белым.

К таким телам с известной степенью приближения можно отнести предметы из полированных металлов. Тела, полностью пропускающие всю падающую на них лучистую энергию, называются абсолютно прозрачными или диатермичными. Примерно такими свойствами обладают тонкие слои сухого воздуха, одно- и двухатомные газы в чистом виде кислород, водород и азот. Лучистый обмен между двумя плоскопараллельными поверхностями, размеры которых значительно больше промежутка между ними, выражаются уравнением q1,2 прC0T11004 T21004,1 где q1,2 - результирующая плотность теплового потока между поверхностями F1 и F2 в лучистом теплообмене, вткв.м пр - приведенная степень черноты пр 111 12 - 1,2 здесь 1, 2 - степени черноты излучающей и облучаемой поверхностей С0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вткв.м К Т1,Т2 - температура поверхностей.

Град. К. Пользуясь формулой 1, можно устанавливать возможность возгорания соседних сооружений объектов. Для этой цели вместо значения Т2 подставляют либо значение предельно допустимой температуры нагрева горючего материала конструкций проверяемого объекта сооружения Тдоп, либо в случае длительного облучения горючих конструкций температуры его самонагревания, либо значения температуры тления или самовоспламенения при периодическом нагреве теплоотдающих поверхностей.

Рассчитанную плотность теплового потока q1,2 сравнивают с критической плотностью облучения qкр для данного материала, ниже которой он в течение определенного времени не воспламеняется.

Величина qкр для горючих веществ и материалов зависит в основном от их природы и времени облучения. Значения qкр при длительности облучения 15 мин. Под критической плотностью теплового потока понимается такая величина теплового потока, при которой возможны самовоспламенение горючих облучаемых веществ, материалов или ожоги незащищенной кожи человека. При значении q1,2 qкр делается вывод о возможности возгорания горючего материала конструкций ближайшего здания сооружения объекта горнодобывающей промышленности.

Основной для расчета безопасных расстояний является уравнение лучистого теплообмена между телами, разделенными непоглощающей средой qкр Kб q прC0Tи1004 Tдоп10042,1,1 где qкр - критическая плотность теплового потока для горючего материала или кожи человека, Вткв.м Кб - коэффициент безопасности. Коэффициент безопасности при определении наименьших расстояний между зданиями и сооружениями выбирают в зависимости от категории пожарной безопасности их самих и технологических процессов.

Кб всегда выбирают больше единицы. q - вычисляемая плотность теплового потока, Вткв.м пр - приведенная степень черноты системы С0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вткв.мК Ти - температура излучающей поверхности, град. К Тдоп - допустимая температура на облучаемой поверхности материала или коже человека, град. К 2,1 - коэффициент облученности излучающей и облучаемой поверхности, в который в неявной форме входит искомое безопасное расстояние r. Средняя температура поверхности факела пламени принимается при горении легковоспламеняющих и горючих жидкостей - 1150 град. К, древесины и изделий из нее - 1300 град. К, сжиженных газов - 1500 град. К. Сведения о температуре пламени некоторых материалов и веществ в условиях наружного пожара приводятся в таблице Наименование горючих материалов Температура пламени, град. К 1 2Бензин в резервуарах 1473Газонефтяной фонтан 1127 1357Древесина 1047 1147Древесина в штабелях пиломатериалов 1127 1317Дизельное топливо и нефть в резервуарах 1379Диэтиловый эфир 1207Калий металлический 727Каучук 1247Керосин тракторный в резервуарах 1373Мазут в резервуарах 1273Натрий металлический 827 927Нефть и нефтепродукты в резервуарах 1107 1207Резинотехнические изделия 1478Стеариновая свеча 727 967Торф 1027 1067Целлулоид 1347 1547Этиловый спирт 1147 1177 Степень черноты 1 факела пламени может быть приближенно принята следующей при горении древесины и изделий из нее - 0,7, нефтепродуктов и других коптящих жидкостей - 0,85. Коэффициент облученности 2,1 определяется по соответствующим формулам.

Мы в своих расчетах будем пользоваться номограммой для определения 2,1 . Полный коэффициент облученности 2,1 42,1. Размеры F1 факела пламени во время пожаров определяются следующим способом.

Горизонтальный размер факела пламени равен ширине оконного проема при пожарах в зданиях первой и второй степени огнестойкости, ширине длине сгораемых зданий, складов лесоматериалов и т.д. высота факела пламени в оконных проемах зданий первой и второй степени огнестойкости и на складах лесоматериалов принимается равной их удвоенной высоте, а сгораемых зданий - их высоте до конька крыши. При горении легко воспламеняющихся и горючих жидкостей в резервуарах форма пламени близка к конусу с основанием, равным диаметру резервуара D, и высотой 1,4D для легковоспламеняющихся и 1,2D для горючих жидкостей.

При приведении проекции конуса к площади прямоугольника высота факела пламени составит соответственно 0,7D и 0,6D. При прогнозировании возможности распространения пожара с одних объектов на другие для определения плотности теплового потока используется уравнение 1. В этом случае вместо критической плотности теплового потока определяется фактическая плотность, которая сравнивается с критической и делается вывод о возможности возгорания или распространения горения с одного объекта на другой вследствие теплового излучения.

Интенсивность излучения зависит от ветра.

Установлено, что плотность теплоизлучения при скорости ветра 3 5 мс с подветренной стороны горящих объектов в среднем в 3 раза больше, чем с наветренной. При определении возможности пребывания людей и техники, около горящих объектов в уравнении 1 вместо qкр принимается допустимая плотность облучения человека qдоп 1050 Вткв.м, а вместо Тдоп - предельно допустимая температура нагревания кожи человека 313 град. К. При определении пр вместо 2 подставляют степень черноты кожного покрова человека к 0,95. Для определения безопасного в пожарном отношении расстояния между объектами необходимо из уравнения 1 найти числовое значение коэффициента облученности 2,1, а далее, зная основные геометрические размеры, из формул и номограммы получить численное значение r. Оценка возможности возгорания сооружения в результате лучистого теплообмена. 1. Записываем условие пожарной безопасности при К6 1 прC0Tф1004 Tсам10042,1 qкр,1 пр - приведенная степень черноты С0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вткв.м К Тф - температура факела, град. К определяется в зависимости от горящего вещества по таблице Тсам - температура самовозгорания объекта, град. К определяется по таблице по горючему материалу конструкций проверяемого сооружения 2,1 - полный коэффициент облученности, рассчитывается по специальными формулам qкр - критическая плотность теплового потока для горючего материала или кожи человека 2. Определяем приведенную степень черноты пр 11ф 1д - 1,2 ф - степень черноты факела, определяется в зависимости от горящего материала по таблице. д - степень черноты материала конструкций прогнозируемого сооружения, определяется по таблице. 3. Разбиваем площадь факела на четыре равных части.

Принято пользоваться при ведении расчетов приведенной площадью факела.

Мы будем исходить из того, что источником горения является горючий материал в круглой емкости. В таком случае приведенная площадь факела будет характеризоваться шириной равной диаметру емкости и высотой - 0,7 диаметра емкости.

Тогда высота - а одной четверти приведенной площади факела равна половине диаметра горящей емкости и высота ее - в 0,35 диаметра той же емкости. 4. По номограмме по величинам отношений аl и вl определяем четверть полного коэффициента облученности 2,1, умножив полученную величину на 4, получаем полный коэффициент облученности. l - расстояние между горящим и пожароопасным объектом сооружением. 5. Подставляем числовые значения в условие пожарной безопасности, записанное в первом пункте, и выполняем расчет.

В результате проведенного расчета получаем фактическую плотность теплового потока по условиям, заложенным в задаче либо имеющимся на конкретном объекте экономики.

Полученную расчетным путем плотность теплового потока сравниваем со значением критической плотности для материала конструкций проверяемого сооружения и делаем вывод. Если фактическая плотность теплового потока превышает критическую, то проверяемое сооружение загорится.

Исходные данные для расчета пожароустойчивости пожароопасных сооружений в результате воздействия теплового излучения от возможного очага пожара, возникшего на складе ГСМ объекта горнодобывающей промышленности направление ветра в сторону ПООС, материал конструкции ПООС древесина.

Горящий материал Мазут. d 15,18м диаметр резервуара. L 27м удаление пожароопасного сооружения от очага пожара. V 4,5мс скорость ветра. C0 5,7Вткв.м К коэффициент излучения абсолютно черного тела. Решение 1 Записываем условие пожарной безопасности при К6 1 2 прC0Tф1004 Tсам10042,1 qкр. 2 Определяем приведенную степень черноты пр 11ф 1д - 1 110,85 10,7 1 0,623. 3 Разбиваем площадь факела на четыре равные части а 0,5d 0,515,18 7,59м b 0,35d 0,3515,18 5,31м. 4 Используя номограмму, определяем 14 по соотношениям aL 7,5927 0,3 bL 5,3127 0,2 следовательно, 14 0,013, следовательно 0,052. 5 Подставляем числовые значения в записанную нами в п.1 формулу и производим вычисления qкр 0,6235,712731004 56810040,052 4657Втм2. Эта величина справедлива при скорости ветра 0 мсек. При скорости ветра 4,5 мсек необходимо 46574,5 20956,5Втм2. В результате проведенных расчетов по формуле п.1 мы получили величину фоктической плотности теплового потока по условиям задачи.

Когда мы сравниваем полученный результат со значением критической плотности облучения для древесины, то видно, что полученный результат превышает значения критической плотность облучения древесины сосновой 12800 20956,5 и древесины окрашенной масляной краской 17500 20956,5. Вывод рассматриваемое сооружение неизбежно загорится. Оценка химической обстановки В результате стихийных бедствий, аварий и катастроф могут возникнуть вторичные факторы поражения, такие, как взрывы, пожары, заражение атмосферы и местности в опасных концентрациях, вызывающих поражения производственного персонала и населения.

Источниками возникновения вторичных факторов поражения на объектах могут быть емкости с легковоспламеняющимися жидкостями и газами, склады взрывчатых веществ, легковозгораемые здания и сооружения. Кроме того, источником могут быть соседние нефтеперегонные заводы, холодильные установки, склады нефтепродуктов и других горючих материалов, а также химически опасные объекты, имеющие сильнодействующие ядовитые вещества СДЯВ. В случае разрушения химически опасных объектов могут образоваться участки разлива и облака с парами ядовитых веществ.

Сильнодействующие ядовитые вещества представляют собой жидкости и сжиженные газы, способные при разливе и образовании зараженного облака вызывать массовые поражения людей и животных. Основными представителями СДЯВ являются хлор, фосген, синильная кислота, хлорпикрин, аммиак, сернистый ангидрит, сероводород и другие.

Опасность поражения людей ядовитыми веществами требует быстрой оценки химической обстановки и принятия экстренных мер по ведению спасательных и других неотложных работ.

Оценка химической обстановки на объектах, имеющие сильнодействующие ядовитые вещества, должна производиться как заблаговременно при разработке плана ликвидации последствий аварии, так и в период возникновения аварии.

Основными исходными данными для оценки химической обстановки являются тип и количество СДЯВ метеоусловия, местность и характер застройки на пути распространения зараженного воздуха, условия хранения, характер выброса разлива ядовитых веществ, а также степень защищенности рабочих объекта и личного состава формирований. Оценка химической обстановки включает 1.Определение вертикальной устойчивости воздуха 2.Определение размеров зон возможного заражения. а Определение эквивалентного количества вещества по первичному облаку Qэ1K1K3K5K7Q0, т где К1 - коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ К3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора и пороговой токсодозы другого СДЯВ К5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха принимается равным для инверсии - 1, для изотермии - 0.23, для конвекции - 0.08 К7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха Q0 - количество выброшенного разлившегося при аварии вещества, т б Определяем время поражения СДЯВ с площади разлива T hdK2K4K7,ч где h - толщина слоя СДЯВ, м. Толщина слоя жидкости СДЯВ, разлившейся свободно на поверхности, принимается равной 0.05 по всей площади разлива.

При разливе СДЯВ в поддон или обваловку Н - 0.2м где Н - высота обвалования d - удельный вес СДЯВ,тм К2 - коэффициент, учитывающий молекулярный вес вещества и давление в мм рт.ст. К4 - коэффициент.

Учитывающий скорость ветра. в Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку Qэ2 1-K1K2K3K4K5K6K7Q0hd, т где К6 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии г Определение глубины зоны химического заражения по первичному облаку Г1 и вторичному Г2 д Определение полной глубины возможного химического заражения.

Полная глубина зоны заражения Гкм, обусловленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется по формуле Г Г2 0,5Г1,км, где Г1 - глубина зоны заражения первичным облаком СДЯВ Г2 - глубина зоны заражения вторичным облаком СДЯВ. Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушной массы ГП, определяется по формуле ГП N V ,км, где N - время. прошедшее после начала аварии, ч V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км-ч. 3. Определение времени подхода зараженного воздуха t к определяемому рубежу объекту t XV,ч где Х - расстояние от источника заражения до зараженного объекта, км. Проведенная своевременно оценка химической обстановки позволяет выявить масштабы химического заражения и наметить мероприятия, обеспечивающие защиту людей и технологического комплекса объекта.

Исходные данные для определения возможных зон химического заражения и времени подхода облака зараженного воздуха к объекту.

Наименование СДЯВ Фосген. Q 50т количество СДЯВ. h Н 0,2 0,6 0,2 0,4м толщина слоя СДЯВ. X 2км расстояние до объекта.

Скорость ветра равна 3мсек t 29,50С температура воздуха у земли. t 30,20С температура воздуха на 2-х метрах от земли. Степень вертикальной устойчивости - конвекция. Требуется определить - время поражающего действия фосгена - глубину зоны заражения по первичному и вторичному облаку - возможную глубину переноса зараженной воздушной массы время подхода зараженного воздуха к определенному рубежу объекту Решение 1 По таблицам определяем коэффициенты К1 0,05 К2 0,061 К3 1 К4 1,67 К5 0,08 К7 11 d 1,432тм3 2 Определяем время поражающего действия фосгена T hdK2K4K7 0,41,4320,0611,671 5,6ч. К6 N0.8 T0.8 5,60,8 3,97 3 Определяем эквивалентное количество фосгена по первичному облаку, т.е. облаку фосгена, образующемуся в результате мгновенного перехода в атмосферу части содержимого емкости Qэ1K1K3K5K7Q0 0,0510,08150 0,2т. 4 Определяем эквивалентное количество фосгена по вторичному облаку, т.е. облаку, образующемуся в результате испарения фосгена с поверхности разлива Qэ2 1-K1K2K3K4K5K6K7Q0hd 1-0,05 0,06111,670,083,971500,41,432 2,68т. 5 Определяем глубину зоны химического заражения по первичному облаку.

По таблице глубина зоны заражения для 0,2т составляет 0,85км Г1 0,85км. 6 Определяем глубину зоны химического заражения по вторичному облаку.

Интерполированием по таблице глубина зоны заражения для 2,68т составляет 3,19км Г2 3,19км. 7 Находим полную глубину зоны химического заражения Г Г2 0,5Г1 3,19 0,50,85 3,62км. 8 Определяем возможную глубину переноса зараженной воздушной массы после окончания испарения фосгена ГП N V 5,621 117,6км. 9 Определяем время подхода зараженного воздуха к определенному рубежу объекту t XV 221 0,1ч.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Устойчивость работы объектов промышленности в чрезвычайных ситуациях

Оценка возможных разрушений от избыточного давления ударной волны на объектах горнодобывающей промышленности. Разрушение зданий и сооружений может происходить от различных причин и, прежде… Степень разрушения конкретных зданий и сооружений при воздействии ударной волны определяется главным образом…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Оценка устойчивости объекта к тепловому воздействию излучения от очага пожара

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Эта работа не имеет других тем.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги