Разрушения зданий при аварийных взрывах бытового газа — страница 6

  • Просмотров 420
  • Скачиваний 5
  • Размер файла 91
    Кб

взрывоопасного облака. Например, метановоздушная смесь способна взрываться при объемном содержании в ней метана от 5 до 15%, т.е. пределы воспламеняемости метана составляют С5-15%. Распределение концентрации вещества по объему и его изменение во времени описывается уравнением диффузии: , (4) где С - объемная концентрация вещества в смеси; D – коэффициент диффузии для различных направлений; Q=q-LвентС - объемный расход вещества; q –

расход метана через аварийное отверстие; Lвент – вентиляционный расход; v – скорость воздушного потока в помещении; x, y, z - пространственные координаты; t - время; Vсм - объем смеси. Уравнение (4) решается при нулевых начальных условиях и следующих граничных условиях: С=0 – на свободной границе; - на жесткой границе. Скорость воздуха в помещении должна быть определена заранее, исходя из условий связи помещения с внешней средой. Анализ

уравнения (4), записанного в безразмерном виде, показывает, что характер его решения зависит от соотношения между и, где Vист - характерный размер источника вещества; L - характерный линейный размер помещения, или от безразмерного параметра. При относительно больших расходах или малых значениях коэффициента диффузии концентрация вещества в помещении значительно зависит от пространственной координаты, а в решении уравнения (4)

присутствует явно выраженный максимум, расположенный у источника. При малых расходах вещества концентрация вещества в помещении практически не зависит от пространственной координаты. На рис.8 приведено распределение метана по пространству типовой кухни с минимальными габаритами – 2.4х2.1м (площадь – 5м2, объем – 12.6м3). В расчетах принят минимальный коэффициент диффузии D=0.0005м2/с. Принято, что дверь на кухню закрыта и отсутствует

вентиляция Lвент=0м3/час, т.е. нет связи с внешней средой. Расход газа - q=0.4м3/час соответствует производительности четырех газовых конфорок. Рис.8. Распределение концентрации метана С% по помещению кухни через 2 часа после начала утечки. Вентиляция отсутствует. Дверь на кухню закрыта. При равномерном распределении концентрации метана по пространству помещения (малых утечках газа или больших значениях коэффициента диффузии)

изменение концентрации во времени описывается однозонной моделью. В однозонной модели помещение заменяется одной расчетной ячейкой, имеющей однородные свойства (температура, концентрация, плотность и т.д.) по всем координатам. При этом изменение концентрации в помещении определяется из условий связи данного помещения с другими помещениями и с атмосферой. Исходя из этих предпосылок, можно записать уравнение изменения