4. Методика розрахунку радіусів зон ураження тепловим випромінюванням

Розрахунок проводиться згідно методики, наведеної у :

  • ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность. Общие требования. Методы контроля.
  • Справочник по пожарной безопасности и противопожарной защите на предприятиях химической и нефтехимической промышленности – Химия, 1975 г.

Початковими умовами є полум‘яне горіння та випромінювання факелу в необмеженому об‘ємі. Передача променевої енергії від полум‘я в напрямку суміжних об‘єктів проходить без контакту полум‘я чи гарячих продуктів згорання з об’єктами тільки завдяки випромінювання.

$q$, Вт/м² - теплове випромінювання полум‘я джерела пожежі характеризується інтенсивністю дії випромінювання на об‘єкт та визначається по класичній формулі теплопередачі

$ q=q_ф {φτ} = ε_ф С_0 (\frac{Т_ф} {100})^4 {φτ}$ (4.1)

де

$І$ - падаючий тепловий потік;

$q_ф$ - поверхнева щільність власного випромінювання факелу;

$φ$ - коефіцієнт опромінювання;

$ε_ф$ - ступінь чорноти факелу;

$С_0$ - стала Стефана-Больцмана, що дорівнює $5,67 · 10^{-8} Вт/(м^2 · К^4)$

$Т_ф$ - середньоповерхнева абсолютна температура факела полум‘я

$τ$ - коефіцієнт пропускання атмосфери

Полум‘я має досить складну форму, що змінюється з часом, та може бути в формі кулі, конуса, циліндра, також на інтенсивність теплового випромінювання впливає форма, уклін та висота полум‘я, а також розташування об‘єкта, який нагрівається, відносно джерела пожежі, тому для практичних розрахунків інтенсивності дії випромінювання на об‘єкт може застосований апроксимований вираз, що наведений нижче.

$q= {0,02 · q_п \over { (\frac{r}{D})^2}} $ (4.2)

де

$q_п$ – питома теплота пожежі, що дорівнює

$ q_п = q_0 · m'$ (4.3)

де

$q_0$, кДж/кг - питома теплота згорання речовини

$m'$, кг/(м²с) - масова швидкість вигорання

$r$, м - відстань від вісі полум‘я

$D$, м - діаметр джерела горіння

$r$, м - радіуси зон ураження передбачуваними тепловим випромінюванням $q_{су}$

$ r = D \sqrt{0,02 · q_0 · m' \over q_{су} }$ (4.4)

де

$q_{су}$ – інтенсивність теплового випромінювання ступеню ураження (згідно класифікації зон ураження).

Класифікація зон ураження

Клас зони ураження $q_{су}$, кВт/м²
1 >17,0
2 12,9
3 10,5
4 7,0
5 <3,5