Горение газовоздушных смесей

В связи с внедрением в промышленности, на транспорте, и в быту углеводородных жидких и газообразных топлив большую опасность представляют пожары, связанные с возгоранием этих топлив, а также с возгоранием газовоздушных смесей (ГВС), образующихся при разгерметизации емкостей, хранилищ, содержащих эти вещества в сжиженном состоянии (при последующем их испарении) либо в газообразном под давлением, и при авариях на газо- и продуктопроводах.

Ниже рассматривается случай возгорания облака ГВС, образовавшегося при аварийном выбросе горючего газа в атмосферу. В зависимости от массы выброшенного в атмосферу горючего газа размеры облака ГВС могут быть значительными. При возгорании облако газовоздушной смеси быстро трансформируется в огненный шар.

Основные параметры огненного шара: выделившаяся при горении энер-гия Е, температура горения Т, радиус шара R₀ в зависимости от времени горения t связаны между собой функциональной зависимостью [10]

(3.44)

При возгорании облака огненный шар быстро достигает максимального размера, который затем мало изменяется в течение основного времени горения вплоть до гибели шара в момент t_св. Если не учитывать нестационарную стадию формирования огненного шара, из уравнения (3.44) можно получить

, , (3.45)

где , - константы, определяемые экспериментально.

На основе соотношений (3.45) получены следующие приближенные зависимости для определения теплового импульса U, кДж/м², интенсивности теплового облучения J, кДж/м²с, времени существования огненного шара t_св, с, величины радиуса огненного шара R₀, м:

, (3.46)

где М - масса горючего газа в облаке, кг;

Q_сг - теплота сгорания газа, к Дж/кг (табл.27);

R - расстояние от центра шара до точки наблюдений, м;

α₁, α₂, α₃, α₄, β - коэффициенты, определяемые через величины с₁, с₂.

Масса газа М находится следующим образом: М=ωМ₀, где М₀ - исхо-дная масса сжатого или сжиженного газа в емкости, а также выброшенного в атмосферу при аварии на газопроводе. Коэффициент ω определяют в зависимости от способа хранения или транспортировки горючего вещества: ω =1 для сжатых газов и газов при атмосферном давлении; ω =0,5 для газов, сжиженных под давлением; ω =0,1 для газов, сжиженных охлаждением; ω =0,02-0,07 при растекании легко воспламеняющихся горючих жидкостей.

Значения теплоты сгорания некоторых горючих газов приведены в табл.27.

Таблица 27

Дата добавления: 2014-12-27