Методика расчета может применяться при выборе основных направлений технических мероприятий по защите объектов и персонала от воздействия взрыва парогазовых сред, а также твердых и жидких химически нестабильных соединений, способных разлагаться (полимеризоваться) со взрывом без присутствия окислителя (перекисные соединения, ацетилениды, нитросоединения различных классов, пирофорные отложения, треххлористый азот и др.).
Методика дает ориентировочные значения участвующей во взрыве массы вещества.
1. В данной методике по результатам исследований крупномасштабных взрывов на промышленных объектах и экспериментальных взрывов приняты следующие условия и допущения.
1.1. В расчетах принимаются общие приведенные массы парогазовых сред т и соответствующие им энергетические потенциалы Е, полученные при количественной оценке взрывоопасности технологических блоков по методике, приведенной в приложении 1.
Для конкретных реальных условий значения т и Е могут определяться другими методами с учетом эффекта диспергирования горючей жидкости в атмосфере под воздействием внутренней и внешней энергий, характера раскрытия технологической системы, скорости истечения горючего продукта в атмосферу и других возможных факторов.
|
|
Масса твердых и жидких химически нестабильных соединений W k определяется по их содержанию в технологической системе, блоке, аппарате.
1.2. Масса парогазовых веществ (кг), участвующих во взрыве, определяется произведением
т' = zт, (1)
где z — доля приведенной массы парогазовых веществ, участвующих во взрыве.
В общем случае для неорганизованных парогазовых облаков в незамкнутом пространстве с большой массой горючих веществ доля участия во взрыве может приниматься 0,1. В отдельных обоснованных случаях доля участия веществ во взрыве может быть снижена, но не менее чем до 0,02.
Таблица 1
Значение z для замкнутых объемов (помещений)
Вид горючего вещества | z |
Водород Горючие газы Пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей | 1,0 0,5 0,3 |
Для производственных помещений (зданий) и других замкнутых объемов значения z могут приниматься в соответствии с табл. 1.
1.3. Источники воспламенения могут быть постоянные (печи, факелы, не взрывозащищенная электроаппаратура и т.п.) или случайные (временные огневые работы, транспортные средства и т.п.), которые могут привести к взрыву парогазового облака при его распространении.
1.4. Для оценки уровня воздействия взрыва может применяться тротиловый эквивалент. Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды W т (кг), определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков, а также твердых и жидких химически нестабильных соединений, рассчитывается по формулам:
|
|
1.4.1. Для парогазовых сред
(2)
где 0,4 — доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; 0,9 — доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; q' — удельная теплота сгорания парогазовой среды, кДж/кг; q т — удельная энергия взрыва ТНТ, кДж/кг.
1.4.2. Для твердых и жидких химически нестабильных соединений
, (3)
где W k — масса твердых и жидких химически нестабильных соединений; q k — удельная энергия взрыва твердых и жидких химически нестабильных соединений.
2. Зоной разрушения считается площадь с границами, определяемыми радиусами R, центром которой является рассматриваемый технологический блок или наиболее вероятное место разгерметизации технологической системы. Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давлений по фронту ударной волны DР и соответственно безразмерным коэффициентом К. Классификация зон разрушения приводится в табл. 2.
Таблица 2
Классификация зон разрушения
Класс зоны разрушения | К | DР, кПа |
3,8 | ³100 | |
5,6 | ||
9,6 | ||
28,0 | ||
56,0 | £2,0 |
2.1. Радиус зоны разрушения (м) в общем виде определяется выражением:
, (4)
где К — безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект.
При массе паров т более 5000 кг радиус зоны разрушения может определяться выражением:
. (5)
2.2. Для выполнения практических инженерных расчетов радиусы зон разрушения могут определяться выражением
R = KR 0, (6)
где при m £ 5000 кг (7)
или , при т > 5000 кг. (8)