Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств"

2. Методика, учитывающая тип взрывного превращения (детонация/дефлаграция) при воспламенении ТВС

2.1. В данной методике учитывается дрейф и тип взрывного превращения (детонация/дефлаграция) при воспламенении облаков ТВС.

Для расчетов зон разрушения при взрывах ТВС следует использовать следующие соотношения.

Масса горючего вещества, способного участвовать во взрыве (кг), определяется путем интегрирования концентрации выброшенного при аварии горючего вещества по пространству, ограниченному поверхностями и , по формуле:

, (6)

где: х, у, z - пространственные переменные; и - поверхности в пространстве достижения соответственно верхнего и нижнего концентрационных пределов; с(х, у, z, ) - распределение концентрации в момент времени , кг/м; - момент времени воспламенения, с.

Если в результате расчета по формуле (6) в первичном облаке во взрывоопасных пределах окажется масса больше 10% всей массы топлива, находящейся в первичном облаке, то масса топлива во взрывоопасных пределах первичного облака принимается равной 10% всей массы топлива, находящейся в первичном облаке.

Рассчитываются основные параметры воздушных ударных волн (избыточное давление и импульс волны давления I) в зависимости от расстояния до центра облака (в том числе с учетом возможного дрейфа облака ТВС).

Для вычисления параметров воздушной ударной волны на заданном расстоянии R от центра облака при детонации облака ТВС предварительно рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние по соотношению:

, (7)

где: Е - эффективный энергозапас ТВС, Дж (, где q - теплота сгорания топлива в облаке, - масса сгораемого топлива); - атмосферное давление, Па.

При расчете параметров взрыва облака, лежащего на поверхности земли, величина эффективного энергозапаса удваивается.

Далее рассчитываются безразмерное давление и безразмерный импульс фазы сжатия .

2.1.1. В случае детонации облака газовой ТВС расчет производится по следующим формулам:

, (8)

. (9)

Зависимости (8) и (9) справедливы для значений , больших величины =0,2 и меньших =50. В случае <0,2 величина полагается равной 18,6, а величина полагается равной 0,53.

В случае детонации облака гетерогенной ТВС расчет производится по следующим формулам:

, (10)

. (11)

Зависимости (10) и (11) справедливы для значений больше величины 0,25. В случае если <0,25, величина полагается равной 18, а величина =0,16.

2.1.2. В случае дефлаграционного взрывного превращения облака ТВС к параметрам, влияющим на величины избыточного давления и импульса положительной фазы, добавляются скорость видимого фронта пламени и степень расширения продуктов сгорания . Для газовых смесей принимается =7, для гетерогенных - =4. Для расчета параметров ударной волны при дефлаграции гетерогенных облаков величина эффективного энергозапаса смеси домножается на коэффициент . Величина определяется исходя из взрывоопасных свойств горючего вещества и загроможденности окружающего пространства, влияющего на турбулизацию фронта пламени.

Безразмерные давление и импульс фазы сжатия определяются по соотношениям:

, (12)

, (13)

где - скорость звука в воздухе, м/с.

Последние два выражения справедливы для значений больше величины 0,34, в противном случае в соотношениях (12) и (13) полагается равным 0,34.

Далее вычисляются величины и , которые соответствуют режиму детонации и для случая детонации газовой смеси рассчитываются по соотношениям (8), (9), а для детонации гетерогенной смеси - по соотношениям (10), (11) (в формулах (8)-(11) величинам и соответствуют величины и ). Окончательные значения и выбираются из условий:

, . (14)

После определения безразмерных величин давления и импульса фазы сжатия вычисляются соответствующие им размерные величины:

, (15)

. (16)

2.2. Для расчета условной вероятности разрушения объектов и поражения людей ударными волнами используется пробит-функция, значение которой определяется следующим образом: