где - максимальное избыточное давление ВУВ в пределах облака, кПа; w - скорость фронта пламени, м/с; a₀ = 340 м/с - скорость звука в воздухе при нормальных условиях; - радиус облака после окончания горения, м; r - определяется по формуле (5.2); величина V_твс, входящая в (5.2), - по формуле, аналогичной формуле (5.1), в которой параметр С_сmх заменен на С_нкnв; б = 4 + 4С_нкnв/С_сmх - степень расширения продуктов взрыва; значения констант G и Н принимаются по табл. 5.5.

Таблица 5.5

Значения констант G и Н в формуле

При аварийных дефлаграционных взрывах величина скорости w, полученная в результате оценок последствий аварий, соответствует интервалу 100-200 м/с.

Конкретная величина этого параметра принимается на основе дополнительной информации, либо равной 200 м/с (смотри также приложение 2).

При дефлаграционном взрыве ТВС в резервуаре, не являющимся специальным сосудом высокого давления, разрушение такого резервуара происходит при относительно небольшом внутреннем давлении. Поэтому к моменту разрушения прореагирует только небольшая (5-10 %) часть ТВС, и фактически в этот момент резервуар содержит ненагретый сжатый газ.

Расширение этого газа при разрушении резервуара приводит к образованию ВУВ, начальное избыточное давление DР_ф на фронте которой определяется по методике приложения 4; при распространении ВУВ давление на ее фронте описывается зависимостью акустического приближения

DР_ф(R) = DР_ф r₀/R, кПа

где r₀ - определяется по формуле (5.2), в которой вместо величины V_твс необходимо брать V_p - объем резервуара.

Пример расчета 1. Определить расстояние, на котором избыточное давление на фронте ВУВ, генерированной при наземном детонационном взрыве облака стехиометрической водородовоздушной смеси, падает до величины DР_ф = 1 кг/см.

Облако образуется при разрушении ресивера, содержащего 18,66 кг водорода. Из табл. 5.1 и 5.2 находим: = 0,7, g ₁ = 1,248, m = 2, q_m = 3435 кДж/кг, q_v = 3195 кДж/м, C_cmx = 29,6 %.

Находим объем исходного облака

V_твс = 2240 ´ 18,66 ´ 0,7/(2 ´ 29,6) = 494,2 м³

Давление на фронте детонационной волны

Р_дет = 2,586 ´ (1,248 - 1) 3425 = 2197 кПа;

доля энергии взрыва, перешедшей в ВУВ

;

энергия взрыва, переходящая в ВУВ при наземном взрыве

Е_ув = 2 ´ 0,38 ´ 3195 ´ 494,2 = 1,2 ´ 10⁶ кДж

В связи с тем, что заданное значение DР_ф, равное 1 кПа, соответствует дальней зоне, для нахождения величины R используем формулы 5.7 и 5.4, подставляя известные значения параметров DР_ф и Е_ув, получаем кубическое уравнение относительно R, действительный корень которого равен 500 м.

Пример расчета 2. Определить то же расстояние, что и в примере 1, для дефлаграционного взрыва облака.

Исходные данные для расчета - те же, что в примере 1 (исключение составляет концентрация водорода в облаке, соответствующая нижнему концентрационному пределу воспламенения). Принимаем скорость фронта пламени w равной 200 м/с. По табл. 5.5 находим G = 0,467 и Н = 1,14. Далее находим s = 4,54, r₀ = 12 м, R_нг = 19,9 м и DР_mах = 47,9 кПа. Подставляя в формулу (5.10) значение DР_m(r), равное 1 кПа, и решая уравнение, находим расстояние R = 1100 м.

Приложение 6

(рекомендуемое)