microbik.ru
1

Equation Chapter 1 Section 1Лабораторная работа № 2. Расчёт последствий возникновения «огненного шара»


Цель работы: Научиться расчётным путём определять последствия образования «огненного шара» при горении углеводородных топлив.

Теоретическая часть:

  1. Как происходит диффузионное горение?

  2. Что представляет собой «огненный шар»?

  3. Каковы условия образование «огненного шара» и его поражающие факторы?

Ход работы:

  1. Модель теплового излучения «огненного шара».

«Огненный шар» представляет собой крупномасштабное диффузионное пламя сгорающей массы топлива или парового облака, поднимающееся над поверхностью земли. Возникает при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого. Основную опасность при образовании «огненного шара» несёт тепловое излучение. Расчёт теплового излучения производят по формуле

, \* MERGEFORMAT (.)

где - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени (кВт/м2), - угловой коэффициент облученности, - коэффициент пропускания атмосферы. Для углеводородных топлив величину допускается принимать равной 450 кВт/м2. Угловой коэффициент облученности рассчитывается по формуле

, \* MERGEFORMAT (.)

где - высота центра «огненного шара», - эффективный диаметр «огненного шара», - расстояние до облучаемого объекта. Эффективный диаметр рассчитывается по формуле

, \* MERGEFORMAT (.)

где - масса топлива. Высоту центра «огненного шара» допускается принимать равной

. \* MERGEFORMAT (.)

Время существования «огненного шара» рассчитывают по формуле

. \* MERGEFORMAT (.)

Коэффициент пропускания атмосферы рассчитывается по формуле

\* MERGEFORMAT (.)

  1. Оценка последствий «огненного шара»Equation Section (Next).

Для точной оценки последствий аварии используется модель ущерба при взрыве , где - функция нормального распределения

, \* MERGEFORMAT (.)

отвечающая вероятности наступления данного вида последствий, при воздействии избыточного давления. Функция нормального распределения может быть выражена через функцию ошибок

. \* MERGEFORMAT (.)

Функция ошибок определяется как

. \* MERGEFORMAT (.)

Аргументом функции распределения служит пробит-функция вида

. \* MERGEFORMAT (.)

Параметры , зависят от вида наступающих последствий, является некоторой функцией от интенсивности излучения и времени экспозиции, которое можно принять равным времени существования «огненного шара». При поражении человека тепловым излучением (образование ожога 1-й/2-й степени) пробит-функция принимает вид

. \* MERGEFORMAT (.)

Связь вероятности события с значением пробит-функции дана в табл.1 приложения.

  1. Выполнение работы.

В ходе выполнения работы требуется написать на языке Java программу, вычисляющую для заданной массы горючего m интенсивность теплового излучения по формулам - и вероятность поражения человека на расстояниях в диапазоне от 0 до заданного расстояния м. Связь вероятности с пробит-фунцией берётся по табл. 1 приложения, или по формулам - . Для проверки полученных результатов следует воспользоваться программой расчёта последствий образования «огненного шара», расположенной по адресу http://rintd.ru:81/105.

При заходе на страницу сервиса «Безопасность в техносфере» следует выбрать кнопку «Расчет огненного шара» (рис. 1)

1.jpg

Рисунок . начальная страница сервиса "Безопасность в техносфере"

При нажатии указанной кнопки переходим к странице, содержащей информацию о пользовании сервисом (рис. 2).

2.jpg

Рисунок . Страница помощи онлайн-сервиса "Огненный шар".

На указанной странице выбираем последний пункт «перейти к вводу данных». После этого, на следующей странице потребуется ввести массу горючего (кг.), участвующего в образовании «огненного шара» и расстояние до него.

3.jpg

Рисунок Ввод исходных данных.

После нажатия копки «Расчитать» формируется итоговый файл отчёта result.rtf. доступный для загрузки по гиперссылке (рис. 4).

4.jpg

Рисунок . Окончание расчёта.

Фрагмент итогового документа приведён ниже, он содержит исходные данные и зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния в виде таблицы.
Исходные данные:

Масса горючего вещества (кг) :254000.0

Расстояние до объекта (метры) :500.0

Время существования огненного шара (секунд): 40

Эффективный диаметр огненного шара (метры): 312

Высота центра огненного шара (метры):156

Зависимость поражающих факторов взрыва ( интенсивность и доза теплового излучения теплового излучения) от расстояния.


Расстояние

(м)

Интенсивность теплового излучения (кВт/м2)

Доза теплового излучения ( Дж/м2*10e5)

10

112.30

44.86

11

112.26

44.84

12

112.21

44.82

13

112.17

44.80

14

112.11

44.78

В отчёте по работе должны присутствовать ответы на вопросы теоретической части, описание хода работы, исходный текст и результаты работы написанной программы и, для сравнения, результаты работы онлайн-сервиса «Огненный шар».

Приложение 1. Справочные материалы.


Таблица 1. Связь вероятности поражения с пробит-функцией.

P, %

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0




2,67

2,95

3,12

3,25

3,38

3,45

3,52

3,59

3,66

10

3,72

3,77

3,82

3,86

3,92

3,96

4,01

4,05

4,08

4,12

20

4,16

4,19

4,23

4,26

4,29

4,33

4,36

4,39

4,42

4,45

30

4,48

4,50

4,53

4,56

4,59

4,61

4,64

4,67

4,69

4,72

40

4,75

4,77

4,80

4,82

4,85

4,87

4,90

4,92

4,95

4,97

50

5,00

5,03

5,05

5,08

5,10

5,13

5,15

5,18

5,20

5,23

60

5,25

5,28

5,31

5,33

5,36

5,39

5,41

5,44

5,47

5,50

70

5,52

5,55

5,58

5,61

5,64

5,67

5,71

5,74

5,77

5,81

80

5,84

5,88

5,92

5,95

5,99

6,04

6,08

6,13

6,18

6,23

90

6,28

6,34

6,41

6,48

6,55

6,64

6,75

6,88

7,05

7,33

99

7,33

7,37

7,41

7,46

7,51

7,58

7,65

7,75

7,88

3,09



Приложение 2. Варианты заданий.


Таблица 1. Первая цифра варианта. Выбор массы горючего.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500


Таблица 2. Вторая цифра варианта. Выбор расстояния до «огненного шара».

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550