ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля

Приложение К. Методы расчета размера сливных отверстий из технологического оборудования (поддонов, отсеков), истечения жидкости из резервуара и площади растекания жидкости при мгновенном разрушении резервуара

Приложение К

К.1 Метод расчета размера сливных отверстий

К.1.1 Настоящий метод устанавливает порядок расчета площади сливного отверстия в ограничивающем жидкость устройстве (поддоне, отсеке, огражденном бортиками участке цеха, производственной площадке и т.п.), при котором исключается перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами.

К.1.2 В расчете учитывают поступление горючей жидкости в поддон из аппарата в момент его аварийного вскрытия, воды от установки пожаротушения и выгорание жидкости с поверхности поддона.

К.1.3 В методике расчета приняты следующие допущения:

- при возникновении аварийной ситуации герметичность стенок аппарата не нарушается;

- разрушаются только патрубки, лежащие ниже уровня жидкости в аппарате, образуя сливные отверстия, равные диаметру патрубков;

- вероятность одновременного разрушения двух патрубков мала;

- давление паров над поверхностью жидкости в аппарате в процессе слива жидкости не меняется.

К.1.4 Для проведения расчета необходимо знать:

- количество трубопроводов Число, расположенных ниже уровня горючей жидкости в аппарате, и площадь их поперечного сечения Число, мЧисло;

- площадь поперечного сечения аппарата Число, мЧисло;

- высоту уровня жидкости над трубопроводами Число, м;

- высоту борта поддона Число, м;

- интенсивность орошения водой, подаваемой из установок пожаротушения, площади поддона Число, кг/(мЧисло·с);

- скорость выгорания горючей жидкости Число, кг/(м·с);

- избыточное давление в аппарате над поверхностью жидкости Число, Н/мЧисло.

Целью расчета является выбор площади поддона Число, мЧисло, и расчет площади сливного отверстия Число, мЧисло.

К.1.5.По заданным исходным данным определяют скорости истечения Число, мЧисло/с, жидкости из аппарата через отверстия, равные сечению трубопроводов, расположенных на аппарате, по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.1)


где Число0,65 - коэффициент истечения жидкости через отверстие;


Число - площадь сечения Число-го трубопровода;

Число - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сЧисло;

Число - высота уровня жидкости над Число-м трубопроводом.

К.1.6 По наибольшему из вычисленных начальных расходов Число выбирают площадь отверстия в аппарате и высоту уровня жидкости над ним Число.

К.1.7 Из конструктивных соображений выбирают площадь поддона Число, мЧисло.

К.1.8 Определяют коэффициент Число, характеризующий отношение объема жидкости в аппарате к объему жидкости в поддоне

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.2)


где ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля - максимально допустимый уровень жидкости в поддоне.

К.1.9 Вычисляют объем жидкости, поступающей в поддон в единицу времени от установки пожаротушения (с учетом выгорания горючей жидкости) Число, мЧисло/с, по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.3)


где Число - плотность огнетушащей жидкости, кг/мЧисло.


При отсутствии данных скорость выгорания Число следует принять равной нулю.

К.1.10 Если Число1, то площадь сливного отверстия определяют по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. (К.4)

К.1.11 При Число1 порядок расчета Число следующий:

К.1.11.1 Определяют напор, создаваемый сжатыми газами в аппарате

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.5)


где Число - плотность воды, кг/мЧисло.

К.1.11.2 Вычисляют значение параметра

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.6)


где Число - максимальный расход жидкости из аппарата, определяемый по К.1.5.

К.1.11.3 По параметру Число с помощью таблицы К.1 находят параметр Число. Если данных таблицы К.1 для определения параметра Число недостаточно, то параметр Число определяют путем решения системы уравнений

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.7)


Таблица К.1 - Зависимость параметра Число от Число

Число

Число

0,000

0,000

0,071

0,106

0,170

0,241

0,268

0,361

0,362

0,467

0,454

0,560

0,540

0,642

0,622

0,714

0,697

0,777

0,765

0,831

0,853

0,877

0,876

0,915

0,921

0,946

0,955

0,970

0,980

0,980

0,986

0,986

0,990

0,993

1,000

1,000

1,045

1,030

1,081

1,053

1,185

1,117

1,255

1,158

1,337

1,205

1,433

1,256

1,543

1,313

1,668

1,374

1,810

1,439

1,971

1,509

2,151

1,581

2,352

1,657

2,575

1,736

2,828

1,817

3,107

1,901

3,418

1,987

3,762

2,075

4,144

2,164

4,568

2,255

5,037

2,347

5,557

2,440

6,132

2,534

6,769

2,628

7,473

2,725

8,253

2,821

9,115

2,918

10,068

3,015

11,121

3,113

12,287

3,211

13,575

3,309

14,999

3,408

16,573

3,506

18,313

3,605

20,236

3,705

22,362

3,804

24,711

3,903

27,308

4,003

30,178

4,102

33,351

4,219

36,857

4,302

40,732

4,401

45,014

4,501

54,978

4,701

67,148

4,901

74,210

5,000


К.1.11.4 Рассчитывают площадь сливного отверстия Число, мЧисло, по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. (К.8)

К.1.12 Выбирают сечение отходящих от поддона трубопроводов Число из условия ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

К. 2. Истечение жидкости из резервуара

К.2.1 Метод устанавливает параметры истечения горючей жидкости из отверстия резервуара при его разгерметизации и количество жидкости, переливавшейся через обвалование.

Рассматривается резервуар, находящийся в обваловании (рисунок К.1).

Рисунок К.1 - Схема для расчета истечения жидкости из отверстия в резервуаре

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля


Рисунок К.1 - Схема для расчета истечения жидкости из отверстия в резервуаре



Вводятся следующие допущения:

истечение через отверстие однофазное;

резервуар имеет постоянную площадь сечения по высоте;

диаметр резервуара намного больше размеров отверстия;

размеры отверстия намного больше толщины стенки;

поверхность жидкости внутри резервуара горизонтальна;

температура жидкости остается постоянной в течение времени истечения.

К.2.2 Цель расчетов заключается в определении количества жидкости, вылившейся через отверстие резервуара при его разгерметизации и перелившейся через обвалование.

К.2.3 Массовый расход жидкости Число (кг/с) через отверстие во времени Число (с) определяется по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.9)


где Число - массовый расход в начальный момент времени, кг/с, определяемый по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.10)


где Число - плотность жидкости, кг/мЧисло;


Число - ускорение свободного падения, Число9,81, м/сЧисло;

Число - коэффициент истечения;

Число - площадь отверстия, мЧисло;

Число - высота расположения отверстия, м;

Число - площадь сечения резервуара, мЧисло;

Число - начальная высота столба жидкости в резервуаре, м.

К.2.4 Высота столба жидкости в резервуаре Число (м) в зависимости от времени Число определяется по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. (К.11)

К.2.5 Условие перелива струи жидкости (при ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля) через обвалование определяется по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.12)


где Число - высота обвалования, м;


Число - расстояние от стенки резервуара до обвалования, м.

К.2.6 Количество жидкости Число (кг), перелившейся через обвалование за полное время истечения, определяется по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.13)


где Число - время, в течение которого жидкость переливается через обвалование, с (т.е. время, в течение которого выполняется условие (К.12)).

К.2.7 Величина Число определяется по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.14)


где Число, Число, Число - параметры, которые определяются по формулам:


ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, м/сЧисло; (К.15)


ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, м/сЧисло; (К.16)


ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, м. (К.17)

К.2.8 В случае, если жидкость в резервуаре находится под избыточным давлением Число (Па), величина мгновенного массового расхода Число (кг/с) определяется по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. (К.18)


Для определения количества жидкости, перелившейся через обвалование, и времени перелива следует проинтегрировать соответствующую систему уравнений, где величина Число может быть переменной.

К.3 Растекание жидкости при мгновенном разрушении резервуара

К.3.1 Метод предусматривает расчет последствий при распаде резервуара на приблизительно равные по размеру части. При такой пожароопасной ситуации часть хранимой в резервуаре жидкости может перелиться через обвалование.

К.3.2 Цель расчетов заключается в оценке с помощью математической модели определения доли жидкости, переливавшей через обвалование при мгновенном разрушении резервуара.

К.3.3 Приняты следующие допущения:

рассматривается плоская одномерная задача;

время разрушения резервуара много меньше характерного времени движения гидродинамической волны до обвалования;

жидкость является невязкой;

трение жидкости о поверхность земли отсутствует;

поверхность земли является плоской, горизонтальной.

К.3.4 Система уравнений, описывающих движение жидкости, имеет вид:

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.19)


где Число - высота столба жидкости над фиксированным уровнем, м;


Число - высота подстилающей поверхности над фиксированным уровнем, м;

Число - средняя по высоте скорость движения столба жидкости, м/с;

Число - координата вдоль направления движения жидкости, м;

Число - время, с;

Число - ускорение свободного падения (9,81 м/сЧисло).

Граничные условия с учетом геометрии задачи (рисунок К.2) имеют вид:

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля; (К.20)


ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля; (К.21)


ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля; (К.22)


ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.23)


где Число - высота обвалования;


Число - расстояние от оси резервуара до обвалования.

Рисунок К.2 - Типичная картина движения жидкости в обваловании при мгновенном разрушении резервуара

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля


Рисунок К.2 - Типичная картина движения жидкости в обваловании при мгновенном разрушении резервуара


ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля - уровень начального столба жидкости;

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля - уровень жидкости в промежуточный момент времени (результаты расчета)

К.3.5 Массовая доля жидкости Число (%), перелившейся через обвалование к моменту времени Число, определяется по формуле

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля, (К.24)


где Число - средняя по высоте скорость движения столба жидкости при Число, м/с;


Число - высота столба жидкости при Число, м;

Число - начальная высота столба жидкости в резервуаре, м;

Число - ширина резервуара, м.

График расчетной и экспериментальной зависимостей массовой доли перелившейся через обвалование жидкости Число от параметра Число представлен на рисунке К.3.

Рисунок К.3 - Зависимость доли перелившейся через обвалование жидкости Q от параметра a/h(0)

ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля


Рисунок К.3 - Зависимость доли перелившейся через обвалование жидкости Число от параметра Число:

1 - расчет; 2 - эксперимент

      Сервис онлайн тестирования