Результаты расчета
Рассматриваемая ситуация - избыточное давление и импульс волны давления при сгорании газопаровоздушной смеси в открытом пространстве. Оценка последствий воздействия опасных факторов взрыва на людей для различных сценариев их развития осуществляется на основе сопоставления информации о моделировании динамики опасных факторов пожара на территории объекта и прилегающей к нему территории и информации о критических для жизни и здоровья людей значениях опасных факторов пожара, взрыва. Для этого используются критерии поражения людей опасными факторами пожара.
Избыточное давление ΔP и импульс I+ в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом в очаге пожара, определяются по формулам
;
;
,
где r ‑ расстояние от центра резервуара, м;
Eeff ‑ эффективная энергия взрыва, рассчитываемая по формуле:
k ‑ доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5);
Cp ‑ удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг × К);
m ‑ масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;
Т ‑ температура жидкой фазы, К;
Тb ‑ нормальная температура кипения, К.
Зоны поражения в случае такой аварии составят:
· полное разрушение зданий, ΔP=100 кПа – 4,4 м;
· граница области сильных разрушений: 50% стен разрушено или находятся на стадии разрушения, ΔP=53 кПа – 6,2 м;
· граница области значительных повреждений: повреждение некоторых конструктивных элементов, несущих нагрузку, ΔP=28 кПа – 9,0 м;
· умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.), ΔP=12 кПа – 16,0 м;
· нижний порог повреждения человека волной давления, ΔP=5 кПа–32,0 м;
· малые повреждения (разбита часть остекления), ΔP=3 кПа – 49,0 м;
· без опасных последствий, ΔP< 2 кПа – >50,0 м.
С целью получения более достоверных и точных данных необходимых для уточнения зон поражения, было проведено моделирование на основе полевой модели.
При моделировании взрыва ТВС принималось, что ударная волна взрыва, действующая на здание, может быть определена независимо от реакции самого объекта на это воздействие, и что само здание является жестким твердым телом, на котором происходят процессы отражения и дифракции взрывных волн, приводящие к изменению первоначальной картины течения среды за фронтом ударной волны взрыва. Это связанно, прежде всего, с большим различием между плотностями среды, по которой распространяется ударная волна взрыва (т.е. воздухом) и большинства твердых тел, испытывающих воздействие ударной волны взрыва. Поэтому данные предположения вполне могут быть использованы при решении задачи по расчету устойчивости строительных конструкций здания от воздействия ударной волны взрыва.
На рисунках ниже представлены поля давления и температуры в различные моменты времени аварии.
Рис. 26 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,005 с). Масштаб 10:1.
1 – рефлюксная емкость; 2 – сепаратор С-1.
На 0,01 секунде взрыва ТВС волна достигает конструкции, расположенной выше рефлюксной емкости (аппараты К-1, К-2,3, К-4, теплообменники Т-15-1, Т-15-2 (рис. 27).
Рис. 27 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,01 с). Масштаб 10:1. 1 – рефлюксная емкость; 2 – сепаратор С-1.
Рис. 28 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,015 с). Масштаб 10:1 1 – рефлюксная емкость; 2 – сепаратор С-1
На 0,025 секунде взрыва ударная волна взаимодействует с конструкциями колонны К-4 (рис. 29). Происходит отражение-переотражение – это приводит к частичному уменьшению давления в локальных точках.
Рис. 29 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,025 с). Масштаб 10:1.
1 – рефлюксная емкость; 2 – сепаратор С-1
Рис. 30 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,04 с). Масштаб 10:1.
1 – рефлюксная емкость; 2 – сепаратор С-1.
На 0,075 секунде волна достигает здания, расположенного непосредственно напротив рефлюксной емкости (сепаратор С-1) (рис. 31). Величина взрыва соответствует давлению в 3 кПа. Происходит локальное взаимодействие с конструкциями здания.
Через 0,04 секунды волна подавляется конструкциями здания и затухает (рис. 32). Далее происходит постепенно угасание основных параметров волны давления. Значение давления не представляет угрозы жизни и здоровью человека. Такие величины давления не оказывают структурного действия на здания, конструкции и сооружения.
На рисунках 33-34 представлены поля давления в различные моменты времени в масштабе исследуемого объекта.
Рис. 31 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,075 с). Масштаб 10:1.
1 – рефлюксная емкость; 2 – сепаратор С-1
Рис. 32– Поле давления на высоте 6,3 м (0,115 с). Масштаб 10:1.
1 – рефлюксная емкость; 2 – сепаратор С-1
Рис. 34 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,065 с). Масштаб 1:1.
1 – рефлюксная емкость (колонна К-4); 2 – сепаратор С-1; 3 – гараж; 4 – склад хранения материалов
Рис. 35 – Поле давления на высоте 6,3 м (0,155 с). Масштаб 1:1.
1 – рефлюксная емкость (колонна К-4); 2 – сепаратор С-1; 3 – гараж; 4 – склад хранения материалов
На рисунках 36-43 представлены поля температуры в различные временные интервалы.
Индексом «1» обозначена рефлюксная емкость, индексом «2» - объект № 26 «Гараж».
Рис. 36 – Поле температуры на высоте 6,3 м (0,02 с). Масштаб 10:1
Рис. 37 – Поле температуры на высоте 6,3 м (0,04 с). Масштаб 10:1
Рис. 38 – Поле температуры на высоте 6,3 м (0,07 с). Масштаб 10:1
Рис. 39 – Поле температуры на высоте 6,3 м (0,11 с). Масштаб 10:1
Рис. 40 – Поле температуры на высоте 6,3 м (0,2 с). Масштаб 10:1
Скачать реферат