Общие положения по применению параметрической модели

15. В образовании облака ТВС рекомендуется рассматривать горючее вещество одного вида, а для смеси нескольких горючих веществ характеристики ТВС, используемые при расчетах параметров ударных волн, определяются отдельно.

16. Для расчета параметров ударных волн при взрыве облака ТВС рекомендуется учитывать следующие исходные данные:

- характеристики горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС;

- агрегатное состояние ТВС (газовое или гетерогенное);

- средняя концентрация горючего вещества в смеси c_г;

- стехиометрическая концентрация горючего газа с воздухом c_ст;

- масса горючего вещества в облаке, участвующая в создании поражающих факторов взрыва, M_г;

- удельная теплота сгорания горючего вещества q_г;

- информация об окружающем пространстве (вид окружающего пространства, пункт 10).

17. При оценке последствий аварийных взрывов ТВС можно рассматривать (с определенным консерватизмом) облако в целом. Взрыв ТВС моделируется в момент времени, когда достигается максимальная масса горючего во взрывоопасных пределах во всем облаке. Центр взрыва в этом случае полагается в центре масс облаков ТВС, а загроможденность пространства определяется по наихудшему с точки зрения последствий взрыва ТВС виду загромождения в пределах зоны возможного воспламенения облаков ТВС.

18. В случае если в облаке реализуется не детонационный, а дефлаграционный режим энерговыделения, то для оценки последствий можно использовать более точный подход. Этот подход исходит из тех соображений, что при дефлаграционном горении с переменной скоростью за генерацию ударных волн отвечает дефлаграционное горение с наибольшей скоростью, последующее же сгорание облака с более низкой скоростью не вносит в уже сгенерированные волны давления существенного вклада. Это означает, что если в облаке существует область с высокой скоростью горения (в силу высокой загроможденности пространства) и граничащая с ней область с невысокой скоростью горения, то процесс будет развиваться следующим образом: при сгорании части облака с высокой скоростью генерируется волна давления, после же перехода горения в слабозагроможденную область пространства и сброса скорости горения генерация волны давления становится пренебрежимой по сравнению с предыдущей стадией горения. При этом однако надо учитывать возможность нового ускорения пламени, если оно вновь переходит в область с высокой загроможденностью, что может способствовать усилению волн давления. Таким образом, оценку последствий аварийных взрывов ТВС можно проводить, учитывая только сгорание объемов при высокой скорости дефлаграции. В этом случае для более точных оценок последствий аварийных взрывов ТВС можно использовать алгоритм расчета последствий аварийных взрывов ТВС, который включает следующие этапы:

18.1. Определение области возможных взрывов ТВС путем расчета зоны, в которой возможны появления концентрации не ниже НКПР, в заданных условиях аварии.

18.2. Определение ожидаемого режима взрывного превращения ТВС для каждой области загромождения. Если для какого-либо объема реализуется детонационный режим взрывного превращения, то при оценке последствий этот режим рассматривается как единственный для всего облака в целом.

18.3. Выделение в области возможных взрывов ТВС областей загроможденное 1 - 3 видов (для выделения таких областей рекомендуется использовать прямоугольные параллелепипеды). При этом, если области загромождения 1 - 3 вида разделены областями 4 вида, то эти области могут рассматриваться отдельно только в случае, если:

имеет место только дефлаграция (если в облаке имеет место детонация, то области отдельно рассматриваться не должны);

минимальное расстояние между областями загромождения 1 - 3 больше предельно допустимой величины, определяемой на основе характерного размера соответствующей области.

Под характерным размером загроможденной области L_загр подразумевается ее максимальная протяженность по длине или высоте, или ширине. Области объединяются, если расстояние между объемами меньше k₀L_загр,

где k₀ = 0,5, если избыточное давление, возникающее при взрыве в рассматриваемой загроможденной области, больше 100 кПа;

k₀ = 0,25, если избыточное давление, возникающее при взрыве в рассматриваемой загроможденной области, меньше 10 кПа;

k₀ линейно интерполируется между 0,25 и 0,5 в остальных случаях.

Вид загромождения для объединенной области определяется по наибольшему среди объединяемых областей. Таким образом, для одного дрейфующего облака решается в общем случае несколько задач о взрывах различных частей облака. При этом итоговая опасность оценивается по уровню воздействия от каждого взрыва, но не менее уровня воздействия взрыва всего дрейфующего облака при условии его расположения в пространстве вида 4.

18.4. Определение масс горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС в концентрационных пределах воспламенения, в каждой области загромождения (в т.ч. в полученных путем объединения областей).

18.5. Определение эффективного энергозапаса ТВС для каждой области загромождения (в т.ч. в полученных путем объединения областей).

18.6. Определение отдельно центра взрыва как центра масс для каждой области загромождения (в т.ч. в полученной путем объединения нескольких областей).

18.7. Расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных ударных волн для каждой области загромождения отдельно (в т.ч. в полученных путем объединения областей).

18.8. Определение дополнительных характеристик взрывной нагрузки.

18.9. Оценка поражающего воздействия от различных вариантов взрывов ТВС.

19. Эффективный энергозапас горючей смеси в пределах области загромождения (здесь и далее приведены зависимости для расчета конкретного варианта взрыва ТВС в пределах области загромождения) определяется по соотношению:

E = M_г · q_г при c_г <= c_ст (1)

или

E = M_г · q_г · c_ст / c_г при c_г > c_ст

20. При расчете параметров взрыва облака ТВС, лежащего на поверхности земли, величина эффективного энергозапаса удваивается. Для оценки объема газового облака ТВС можно воспользоваться простым соотношением:

V = M_г / c_ст (2)

Стехиометрическая концентрация горючего вещества в ТВС определяется из справочных данных или рассчитывается отдельно.

В случае, если определение концентрации горючего вещества в смеси затруднено, в качестве величины c_г в соотношении (1) принимается концентрация, соответствующая стехиометрической концентрации.

21. Теплота сгорания горючего газа q_г в ТВС берется из справочных данных или оценивается по формуле: .

Корректировочный параметр для наиболее распространенных в промышленном производстве опасных веществ определяется по таблице N 1 приложения N 3 к Руководству.