---
title: "Без названия"
status: действует
canonical: "https://bukva.ai/docs/bez-nazvaniya-810"
---

## Без названия

# Документ 7787

> [!NOTE]
> ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

```mermaid
flowchart LR
  n0["Руководство по безопасности... (от 20.04.2015 N 160)"]:::rst
  n1["Руководство по безопасности... (от 28.11.2022 N 415)"]:::doc
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
```


<a id="p100001"></a>Утверждено
Приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 20 апреля 2015 г. N 160


## <a id="p100002"></a>РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ "МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ НА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВАХ"



### <a id="p100003"></a>I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ


1. <a id="p100004"></a>Руководство по безопасности "Методика оценки последствий аварий на взрывопожароопасных химических производствах" (далее - Руководство) разработано в целях содействия соблюдению требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств", утвержденных Приказом Ростехнадзора от 11 марта 2013 г. N 96 (зарегистрирован Минюстом России 16 апреля 2013 г., регистрационный N 28138), требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта", утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15 июля 2013 г. N 306 (зарегистрирован Минюстом России 20 августа 2013 г., регистрационный N 29581), и требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила безопасности химически опасных производственных объектов", утвержденных Приказом Ростехнадзора от 21 ноября 2013 г. N 559 (зарегистрирован Минюстом России 31 декабря 2013 г., регистрационный N 30995).
2. <a id="p100005"></a>Настоящее Руководство содержит рекомендации к расчетам зон распространения опасных веществ в атмосфере и оценке параметров воздушных ударных волн при взрывах ТВС, образующихся в атмосфере при промышленных авариях, для обеспечения требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, техническом перевооружении, реконструкции, эксплуатации, консервации и ликвидации опасных производственных объектов химических производств.
3. <a id="p100006"></a>Организации, осуществляющие оценку последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей, могут использовать иные обоснованные способы и методы, чем те, которые указаны в настоящем Руководстве.
4. <a id="p100007"></a>В Руководстве используют сокращения, обозначения, а также термины и определения, приведенные в Приложениях N 1 и 2 к настоящему Руководству.
5. <a id="p100008"></a>Руководство распространяется на опасные производственные объекты, на которых обращаются взрывопожароопасные вещества.


### <a id="p100009"></a>II. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ НА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВАХ


6. <a id="p100010"></a>При количественной оценке последствий аварий на взрывопожароопасных химических производствах рекомендуется проводить:
<a id="p100011"></a>а) определение количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов аварии;
<a id="p100012"></a>б) определение количественных параметров, характеризующих действие поражающих факторов (давление и импульс для ударных волн, интенсивность теплового излучения для пламени, размеры пламени и зоны распространения высокотемпературной среды при термическом воздействии, дальность дрейфа облака ТВС до источника зажигания);
<a id="p100013"></a>в) сравнение рассчитанных количественных параметров с критериями поражения (разрушения).
7. <a id="p100014"></a>Для определения количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов аварии, рекомендуется учитывать деление технологического оборудования и трубопроводов на изолируемые запорной арматурой секции (участки); интервал срабатывания и производительность систем аварийного сброса и опорожнения (в том числе на факел); влияние волновых гидродинамических процессов на режим истечения опасного вещества для протяженных трубопроводных систем (длиной более 500 м).
8. <a id="p100015"></a>Оценку возможных последствий аварий рекомендуется проводить на основе методических документов, указанных в таблице N 1.

<a id="p100016"></a>Таблица N 1


<table>
<colgroup><col width="48%"><col width="52%"></colgroup>
<tr><td><a id="p100017"></a>Назначение</td><td><a id="p100018"></a>Документ</td></tr>
<tr><td><a id="p100019"></a>1. Расчет параметров ударной волны, зон поражения и разрушения при воспламенении и взрыве облаков топливно-воздушных смесей</td><td><a id="p100020"></a>Руководство по безопасности "Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей"</td></tr>
<tr><td><a id="p100021"></a>2. Расчет концентрации, массы ОВ во взрывоопасных пределах и зон поражения при пожаре-вспышке и взрыве ТВС</td><td><a id="p100022"></a>Руководство по безопасности "Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ"</td></tr>
<tr><td><a id="p100023"></a>3. Определение параметров воздействия и зон поражения при горении пролива, огненном шаре, факельном горении</td><td rowspan="3"><a id="p100024"></a>Методика определения величин пожарного риска на производственных объектах</td></tr>
<tr><td><a id="p100025"></a>4. Расчет параметров воздействия и зон поражения при горении ОВ в зданиях</td></tr>
<tr><td><a id="p100026"></a>5. Расчет параметров воздействия и зон поражения продуктами горения</td></tr>
<tr><td><a id="p100027"></a>6. Расчет параметров воздействия и зон поражения осколками</td><td><a id="p100028"></a>СТО Газпром 2-2.3-400-2009 "Методика анализа риска для опасных производственных объектов газодобывающих предприятий ОАО "Газпром"</td></tr>
</table>


9. <a id="p100029"></a>Для более точного расчета, а также расчета последствий аварий с выбросом опасных веществ и взрывом облака ТВС в помещениях рекомендуется использовать методы вычислительной гидродинамики в соответствии с разделом III настоящего Руководства.


### <a id="p100030"></a>III. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВА ТВС


10. <a id="p100031"></a>Для моделирования распространения опасных веществ рекомендуется проводить численное интегрирование системы уравнений в частных производных, представимых в виде уравнений (1 - 5).
<a id="p100032"></a>Уравнение сохранения массы:

<a id="p100033"></a>. (1)

<a id="p100034"></a>Уравнение сохранения импульса:

<a id="p100035"></a> (2)

<a id="p100036"></a>где  - тензор напряжений;
<a id="p100037"></a>Fw,i - сопротивление потока стенкам;
<a id="p100038"></a>Fo,i - сопротивление потока препятствиям, чей размер меньше одной ячейки вычислительной сетки:
<a id="p100039"></a>.
<a id="p100040"></a>Уравнение переноса для энтальпии:

<a id="p100041"></a> (3)

<a id="p100042"></a>Уравнение переноса для массовой доли топлива:

<a id="p100043"></a> (4)

<a id="p100044"></a>Уравнение переноса для доли смешения:

<a id="p100045"></a>. (5)

11. <a id="p100046"></a>Турбулентность рекомендуется моделировать по модели , которая состоит из двух уравнений, одно для кинетической энергии турбулентности (6), а второе для диссипации кинетической энергии турбулентности (7).
<a id="p100047"></a>Уравнение турбулентной кинетической энергии:

<a id="p100048"></a> (6)

<a id="p100049"></a>Уравнение скорости диссипации турбулентной кинетической энергии:

<a id="p100050"></a> (7)

12. <a id="p100051"></a>Тензор турбулентных вязких напряжений, используемый в уравнении (2), рекомендуется определять следующим образом:

<a id="p100052"></a>, (8)

<a id="p100053"></a>где эффективная вязкость определяется следующим образом:

<a id="p100054"></a>, (9)

<a id="p100055"></a>где  - турбулентная или вихревая вязкость.
13. <a id="p100056"></a>Вклад сдвиговой турбулентности Gs, движения поверхностей Gw, гравитационной турбулентности Gb и препятствий, чей размер меньше одной ячейки Go, в образование кинетической энергии турбулентности рекомендуется представлять в виде:

<a id="p100057"></a>Pk = Gs + Gw + Gb + Go, (10)

<a id="p100058"></a>где

<a id="p100059"></a>, (11)

<a id="p100060"></a>, (12)

<a id="p100061"></a>. (13)

14. <a id="p100062"></a>Диссипацию турбулентной энергии рекомендуется описывать уравнением:

<a id="p100063"></a>, (14)

<a id="p100064"></a>где модель плавучести определяется следующим образом:

<a id="p100065"></a>.

<a id="p100066"></a>Для моделей с вихревой вязкостью тензор напряжений Рейнольдса определяется следующим образом:

<a id="p100067"></a>. (15)

<a id="p100068"></a>В уравнениях (10) - (15) используются константы, сведения о которых приведены таблицах N 2 и 3.

<a id="p100069"></a>Таблица N 2

<a id="p100070"></a>Значения коэффициентов модели Лаундера и Спалдинга


|  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- |
| <a id="p100075"></a>0.09 | <a id="p100076"></a>1.44 | <a id="p100077"></a>0.92 | <a id="p100078"></a>0.8 |


<a id="p100079"></a>Таблица N 3

<a id="p100080"></a>Значения коэффициентов модели турбулентности
Прандтля - Шмидта


|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| <a id="p100087"></a>0.7 | <a id="p100088"></a>0.7 | <a id="p100089"></a>0.7 | <a id="p100090"></a>1.0 | <a id="p100091"></a>1.3 | <a id="p100092"></a>0.9 |


15. <a id="p100093"></a>У поверхности земли рекомендуется учитывать эффекты пограничного слоя. Характеристический масштаб в приграничном слое определяется по формуле:

<a id="p100094"></a>, (16)

<a id="p100095"></a>где  и T0 - плотность и температура среды;
<a id="p100096"></a>Cp - изобарная теплоемкость;
<a id="p100097"></a>k - кинетическая энергия турбулентности;
<a id="p100098"></a>g - гравитационная постоянная;
 - <a id="p100099"></a>поток тепла от поверхности;
<a id="p100100"></a>u* - скорость трения.
<a id="p100101"></a>Масштаб Монина - Обухова (таблица N 4) является мерой стабильности атмосферных пограничных слоев.

<a id="p100102"></a>Таблица N 4

<a id="p100103"></a>Масштабы Монина - Обухова и классы устойчивости


| <a id="p100104"></a>Масштаб Монина - Обухова | <a id="p100105"></a>Устойчивость |
| --- | --- |
| <a id="p100106"></a>Малый отрицательный -100 < L < 0 | <a id="p100107"></a>Очень неустойчивая |
| <a id="p100108"></a>Большой отрицательный -105 < L < 100 | <a id="p100109"></a>Неустойчивая |
| <a id="p100110"></a>Очень большой | <a id="p100111"></a>Нейтральная |
| <a id="p100112"></a>Большой положительный 10 < L <105 | <a id="p100113"></a>Устойчивая |
| <a id="p100114"></a>Малый положительный 0 < L <10 | <a id="p100115"></a>Очень устойчивая |


16. <a id="p100116"></a>Масштаб Монина - Обухова рекомендуется оценивать с помощью классов по Паскуиллу, которые являются методом классификации количества турбулентности в атмосфере.
<a id="p100117"></a>Распределение скорости по высоте:

<a id="p100118"></a>. (17)

<a id="p100119"></a>Скорость сдвига:

<a id="p100120"></a> (18)

<a id="p100121"></a>где  определяется по формуле:

<a id="p100122"></a>, (19)

<a id="p100123"></a>где:

<a id="p100124"></a>. (20)

17. <a id="p100125"></a>В таблице N 5 приводятся параметры, необходимые для расчета скорости, k и  в пограничных слоях:

<a id="p100126"></a>Таблица N 5

<a id="p100127"></a>Масштабы Монина - Обухова и классы устойчивости


| <a id="p100128"></a>Класс Паскуилла | <a id="p100129"></a>Устойчивость | <a id="p100130"></a>Высота пограничного слоя | <a id="p100131"></a>Ls, м | <a id="p100132"></a>zs, м |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| <a id="p100133"></a>A | <a id="p100134"></a>Неустойчивая | <a id="p100135"></a>1500 м | <a id="p100136"></a>33.162 | <a id="p100137"></a>1117 |
| <a id="p100138"></a>B | <a id="p100139"></a>Неустойчивая | <a id="p100140"></a>1500 м | <a id="p100141"></a>33.258 | <a id="p100142"></a>1146 |
| <a id="p100143"></a>C | <a id="p100144"></a>Слабо неустойчивая | <a id="p100145"></a>1000 м | <a id="p100146"></a>51.787 | <a id="p100147"></a>1.324 |
| <a id="p100148"></a>D | <a id="p100149"></a>Нейтральная |  | <a id="p100151"></a>1 | <a id="p100152"></a>0 |
| <a id="p100153"></a>E | <a id="p100154"></a>Слабо устойчивая |  | <a id="p100156"></a>-48.33 | <a id="p100157"></a>1.262 |
| <a id="p100158"></a>F | <a id="p100159"></a>Устойчивая |  | <a id="p100161"></a>31.323 | <a id="p100162"></a>19.36 |


<a id="p100163"></a>По приведенным данным из таблицы N 5 масштаб Монина - Обухова рассчитывается следующим образом (21):

<a id="p100164"></a>. (21)

18. <a id="p100165"></a>Для неустойчивых пограничных слоев (A, B и C) параметры рекомендуется рассчитывать по формулам:

<a id="p100166"></a>, (22)

<a id="p100167"></a>, (23)

<a id="p100168"></a>где  - скорость передачи тепла:

<a id="p100169"></a>, (24)

<a id="p100170"></a>где H - коэффициент теплопередачи, плотность  и теплоемкость Cp воздуха получены при температуре T0 и P0 плотности окружающей среды.
19. <a id="p100171"></a>Для нейтральных и устойчивых пограничных слоев:

<a id="p100172"></a>, (25)

<a id="p100173"></a>. (26)

20. <a id="p100174"></a>Ламинарную скорость пламени смеси горючих веществ рекомендуется оценивать по формулам (27) - (28).
<a id="p100175"></a>Зависимость скорости ламинарного горения от давления:

<a id="p100176"></a>. (27)

<a id="p100177"></a>Для квазиламинарного режима горения:

<a id="p100178"></a>, (28)

<a id="p100179"></a>где R - газовая постоянная для конкретного вещества или смеси:

<a id="p100180"></a>, (29)

<a id="p100181"></a>где Ru - универсальная газовая постоянная;
<a id="p100182"></a>M - молярная масса.
21. <a id="p100183"></a>Турбулентную скорость пламени рекомендуется определять по формуле:

<a id="p100184"></a>. (30)

22. <a id="p100185"></a>Скорость пламени рекомендуется определять по следующему соотношению:

<a id="p100186"></a>. (31)

23. <a id="p100187"></a>Коэффициент диффузии из уравнения переноса топлива определяется по формуле (32):

<a id="p100188"></a>. (32)

<a id="p100189"></a>Безразмерную скорость реакции и коэффициент диффузии можно определить по следующим соотношениям:

<a id="p100190"></a>, (33)

<a id="p100191"></a>, (34)

<a id="p100192"></a>где  - длина контрольного объема в первом слое над поверхностью земли;
<a id="p100193"></a>lLT - перемешивание.

<a id="p100194"></a>. (35)

<a id="p100195"></a>При заданном пределе затухания  получено следующее соотношение между коэффициентом диффузии D и безразмерной скоростью реакции W:

<a id="p100196"></a>, (36)

<a id="p100197"></a>где:

<a id="p100198"></a>, (37)

<a id="p100199"></a>. (38)

<a id="p100200"></a>Скорость реакции топлива моделируется следующим образом:

<a id="p100201"></a>, (39)

<a id="p100202"></a>где  - функция Хевисайда.
25. <a id="p100203"></a>Примеры моделирования аварий с использованием методов вычислительной гидродинамики приведены в Приложении N 3 к настоящему Руководству.





<a id="p100204"></a>Приложение N 1
к Руководству по безопасности
"Методика оценки последствий
аварий на взрывопожароопасных
химических производствах",
утвержденному
Приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 20 апреля 2015 г. N 160

<a id="p100205"></a>**СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ**

<a id="p100206"></a>В настоящем Руководстве используются следующие обозначения и сокращения:
<a id="p100207"></a>ОВ - опасное вещество;
<a id="p100208"></a>ТВС - топливно-воздушная смесь;
 - <a id="p100209"></a>объемная пористость;
 - <a id="p100210"></a>поверхностная пористость в i-м направлении;
 - <a id="p100211"></a>показатель степени давления для ламинарного горения;
 - <a id="p100212"></a>дельта функция, , если i = j, и , если i /= j;
 - <a id="p100213"></a>функция Хевисайда, тэта-функция; , если a >= b и , если a < b;
 - <a id="p100214"></a>диссипация турбулентной кинетической энергии, м2с-3;
 - <a id="p100215"></a>доля компонента смеси;
 - <a id="p100216"></a>динамическая вязкость, Па·с;
 - <a id="p100217"></a>динамическая турбулентная вязкость, Па·с;
 - <a id="p100218"></a>эффективная вязкость, Па·с, ;
<a id="p100219"></a>P - плотность, кг·м-3;
 - <a id="p100220"></a>плотность окружающей среды, кг·м-3;
<a id="p100221"></a>, , , , ,  - турбулентные числа Прандтля - Шмидта;
 - <a id="p100222"></a>компонента тензора напряжений, H·м-2;
 - <a id="p100223"></a>прогрессная переменная, локализующая фронт пламени,

<a id="p100224"></a>;

 - <a id="p100225"></a>предел затухания;
 - <a id="p100226"></a>скорость передачи тепла;
 - <a id="p100227"></a>длина контрольного объема в первом слое над поверхностью земли;
<a id="p100228"></a>, , ,  - константы  модели турбулентности, как правило, , , , ;
<a id="p100229"></a>Cp - изобарная теплоемкость воздуха;
 - <a id="p100230"></a>вектор ускорения свободного падения;
<a id="p100231"></a>gi - компонента вектора ускорения свободного падения;
<a id="p100232"></a>g - гравитационная постоянная;
<a id="p100233"></a>f - коэффициент, характеризующий турбулизацию от препятствий меньшего размера, чем размер расчетной сетки;
<a id="p100234"></a>Fw,i - сопротивление потока стенкам;
<a id="p100235"></a>Fo,i - сопротивление потока препятствиям, чей размер меньше одной ячейки вычислительной сетки;
<a id="p100236"></a>h - энтальпия, Дж·кг-1;
<a id="p100237"></a>Hs - поток тепла от поверхности земли;
<a id="p100238"></a>H - коэффициент теплопередачи;
<a id="p100239"></a>k - кинетическая турбулентная энергия, м2·с-2;
<a id="p100240"></a>L - масштаб Монина - Обухова, м;
<a id="p100241"></a>lLT - перемешивание;
<a id="p100242"></a>M - молярная масса;
<a id="p100243"></a>m - масса, кг;
 - <a id="p100244"></a>скорость изменения массы, кг·с-1;
<a id="p100245"></a>p - абсолютное давление, Па;
<a id="p100246"></a>P0 - среднее давление, Па;
 - <a id="p100247"></a>член, описывающий диссипацию кинетической турбулентной энергии;
<a id="p100248"></a>Pk - член, описывающий генерацию кинетической турбулентной энергии;
<a id="p100249"></a>Q - теплота, Дж;
 - <a id="p100250"></a>скорость потока тепла, Дж·с-1;
<a id="p100251"></a>R - газовая постоянная смеси, Дж·кг-1·К;
<a id="p100252"></a>Ru - универсальная газовая постоянная, Дж·кг-1·К;
<a id="p100253"></a>Rfuel - скорость реакции топлива, кг·м-3·с-1;
<a id="p100254"></a>SL - ламинарная скорость пламени, м·с-1;
<a id="p100255"></a>ST - турбулентная скорость пламени, м·с-1;
<a id="p100256"></a>SQL - квазиламинарная скорость пламени, м·с-1;
<a id="p100257"></a>t - время, с;
<a id="p100258"></a>Ta - температура окружающей среды, К;
 - <a id="p100259"></a>вектор скорости;
<a id="p100260"></a>ui - компонент вектора скорости, м/с;
<a id="p100261"></a>u* - динамическая скорость (скорость сдвига), м/с;
<a id="p100262"></a>U0 - характеристическая скорость, м/с;
<a id="p100263"></a>V - объем, м-3;
<a id="p100264"></a>xj - линейная координата, м;
<a id="p100265"></a>Y - массовая доля;
<a id="p100266"></a>z - высота над землей, м;
<a id="p100267"></a>z0 - коэффициент шероховатости, м.





<a id="p100268"></a>Приложение N 2
к Руководству по безопасности
"Методика оценки последствий
аварий на взрывопожароопасных
химических производствах",
утвержденному
Приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 20 апреля 2015 г. N 160

<a id="p100269"></a>**ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ**

<a id="p100270"></a>В настоящем Руководстве используются следующие термины с соответствующими определениями:
<a id="p100271"></a>авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ;
<a id="p100272"></a>анализ риска аварии - процесс идентификации опасностей и оценки риска аварии на опасном производственном объекте для отдельных лиц или групп людей, имущества или окружающей природной среды;
<a id="p100273"></a>взрыв - неконтролируемый быстропротекающий процесс выделения энергии, связанный с физическим, химическим или физико-химическим изменением состояния вещества, приводящий к резкому динамическому повышению давления или возникновению ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов, способных привести к разрушительным последствиям;
<a id="p100274"></a>обоснование безопасности - документ, содержащий сведения о результатах оценки риска аварии на опасном производственном объекте и связанной с ней угрозы, условия безопасной эксплуатации опасного производственного объекта, требования к эксплуатации, капитальному ремонту, консервации и ликвидации опасного производственного объекта;
<a id="p100275"></a>опасные вещества - воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, высокотоксичные вещества и вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды, указанные в приложении 1 к Федеральному закону от 21 июля 1997 г. N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов".





<a id="p100276"></a>Приложение N 3
к Руководству по безопасности
"Методика оценки последствий
аварий на взрывопожароопасных
химических производствах",
утвержденному
Приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 20 апреля 2015 г. N 160

<a id="p100277"></a>**ПРИМЕРЫ**
**МОДЕЛИРОВАНИЯ АВАРИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ**
**ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ**

<a id="p100278"></a>*Пример* 1
<a id="p100279"></a>В результате полного разрушения емкости произошел выброс пропана в газовой фазе. Скорость ветра 4 м/с, температура окружающей среды 20 °C, класс устойчивости атмосферы по Паскуиллу - F. На расстоянии 10 м по направлению ветра от емкости находится непроницаемое препятствие высотой 3 м. На рис. 3-1 приведены профили распространения облака пропана в различные моменты времени.


|  |  |
| --- | --- |
| <a id="p100282"></a>Момент времени - 2 сек. | <a id="p100283"></a>Момент времени - 4 сек. |
|  |  |
| <a id="p100286"></a>Момент времени - 6 сек. | <a id="p100287"></a>Момент времени - 7 сек. |
|  |  |
| <a id="p100290"></a>Момент времени - 10 сек. | <a id="p100291"></a>Момент времени - 15 сек. |


<a id="p100292"></a>Рисунок 3-1. Профили распространения облака пропана
по направлению ветра в различные моменты времени
(горизонтальная поверхность с препятствием)

<a id="p100293"></a>*Пример* 2
<a id="p100294"></a>В результате полного разрушения емкости произошел выброс пропана в газовой фазе. Скорость ветра 4 м/с, температура окружающей среды 20 °C, класс устойчивости атмосферы по Паскуиллу - F. На расстоянии 10 м по направлению ветра от емкости находится наклонная вверх поверхность. На рис. 3-2 приведены профили распространения облака пропана в различные моменты времени.


|  |  |
| --- | --- |
| <a id="p100297"></a>Момент времени - 2 сек. | <a id="p100298"></a>Момент времени - 4 сек. |
|  |  |
| <a id="p100301"></a>Момент времени - 6 сек. | <a id="p100302"></a>Момент времени - 10 сек. |
|  |  |
| <a id="p100305"></a>Момент времени - 15 сек. | <a id="p100306"></a>Момент времени - 21 сек. |


<a id="p100307"></a>Рисунок 3-2. Профили распространения облака пропана
по направлению ветра в различные моменты
времени (подъем в горку)

<a id="p100308"></a>*Пример* 3
<a id="p100309"></a>В результате полного разрушения емкости произошел выброс пропана в газовой фазе. Скорость ветра 4 м/с, температура окружающей среды 20 °C, класс устойчивости атмосферы по Паскуилу - F. Емкость расположена на возвышенности в 10 м от наклонной вниз поверхности. На рис. 3-3 приведены профили распространения облака пропана в различные моменты времени.


|  |  |
| --- | --- |
| <a id="p100312"></a>Момент времени - 1 сек. | <a id="p100313"></a>Момент времени - 3 сек. |
|  |  |
| <a id="p100316"></a>Момент времени - 5 | <a id="p100317"></a>Момент времени - 7 сек. |
|  |  |
| <a id="p100320"></a>Момент времени - 12 сек. | <a id="p100321"></a>Момент времени - 19 сек. |


<a id="p100322"></a>Рисунок 3-3. Профили распространения облака пропана по
направлению ветра в различные моменты времени (спуск вниз)

<a id="p100323"></a>*Пример* 4
<a id="p100324"></a>В прямоугольном ангаре, заполненном трубами, произошел взрыв ТВС. На расстоянии 10 м и 25 м от ангара расположены квадратные препятствия. На рис. 3-4 приведены распределения давления при взрыве облака ТВС. На рис. 3-5 приведены распределения продуктов горения при взрыве облака ТВС.


|  |  |
| --- | --- |
| <a id="p100327"></a>В горизонтальном сечении | <a id="p100328"></a>В вертикальном сечении |


<a id="p100329"></a>Рисунок 3-4. Распределение давления при взрыве облака ТВС




|  |  |
| --- | --- |
| <a id="p100332"></a>В горизонтальном сечении | <a id="p100333"></a>В вертикальном сечении |


<a id="p100334"></a>Рисунок 3-5. Распределение продуктов горения
при взрыве облака ТВС

<a id="p100335"></a>*Пример* 5
<a id="p100336"></a>В загроможденном производственном модуле произошел взрыв ТВС.



<a id="p100338"></a>Рисунок 3-6. Схема модуля
(направление на север соответствует оси Oy)

<a id="p100339"></a>Параметры модуля: 25,5 x 20,5 x 5,5 м
<a id="p100340"></a>Объем модуля: 2875 м3
<a id="p100341"></a>    Площади боковых поверхностей: 112,75  (южная/северная стена)
<a id="p100342"></a>                                  140,25  (западная/восточная стена)



<a id="p100344"></a>Рисунок 3-7. Конфигурация стен модуля (вид сверху)





<a id="p100346"></a>Рисунок 3-8. Моделирование объекта в программном комплексе

<a id="p100347"></a>На южной и восточной стенах расположены легкосбрасываемые конструкции, которые составляют 62 - 68% площади соответствующей боковой стены. На южной стороне их площадь составляет 76,75 м2, а на восточной - 87 м2.
<a id="p100348"></a>Легкосбрасываемые конструкции срабатывают при избыточном давлении 0,05 атм.


<table>
<colgroup><col width="42%"><col width="58%"></colgroup>
<tr><td rowspan="6"><a id="p100349"></a>Состав смеси:</td><td><a id="p100350"></a>Метан 87,44%;</td></tr>
<tr><td><a id="p100351"></a>Этан 6,43%;</td></tr>
<tr><td><a id="p100352"></a>Пропан 3,13%;</td></tr>
<tr><td><a id="p100353"></a>Бутан 2,57%;</td></tr>
<tr><td><a id="p100354"></a>CO2 0,01%;</td></tr>
<tr><td><a id="p100355"></a>H2O 0,01%.</td></tr>
</table>


<a id="p100356"></a>Загроможденность 1 (неравномерная), загроможденность 2 (равномерная);
<a id="p100357"></a>Координаты места воспламенения 1: (6;5,5;3); 2: (12,10,3); 3: (20;15;3).

<a id="p100358"></a>Таблица N 3-1

<a id="p100359"></a>Сценарии моделирования


| <a id="p100360"></a>N эксперимента | <a id="p100361"></a>Загроможденность | <a id="p100362"></a>Угол раскрытия панели, % (или площадь панели) | <a id="p100363"></a>Координата места воспламенения |
| --- | --- | --- | --- |
| <a id="p100364"></a>211001 | <a id="p100365"></a>1 | <a id="p100366"></a>100 | <a id="p100367"></a>1 |
| <a id="p100368"></a>211002 | <a id="p100369"></a>1 | <a id="p100370"></a>100 | <a id="p100371"></a>2 |
| <a id="p100372"></a>211003 | <a id="p100373"></a>1 | <a id="p100374"></a>100 | <a id="p100375"></a>3 |
| <a id="p100376"></a>210701 | <a id="p100377"></a>1 | <a id="p100378"></a>70 | <a id="p100379"></a>1 |
| <a id="p100380"></a>210702 | <a id="p100381"></a>1 | <a id="p100382"></a>70 | <a id="p100383"></a>2 |
| <a id="p100384"></a>210703 | <a id="p100385"></a>1 | <a id="p100386"></a>70 | <a id="p100387"></a>3 |
| <a id="p100388"></a>221001 | <a id="p100389"></a>2 | <a id="p100390"></a>100 | <a id="p100391"></a>1 |
| <a id="p100392"></a>221002 | <a id="p100393"></a>2 | <a id="p100394"></a>100 | <a id="p100395"></a>2 |
| <a id="p100396"></a>221003 | <a id="p100397"></a>2 | <a id="p100398"></a>100 | <a id="p100399"></a>3 |
| <a id="p100400"></a>220701 | <a id="p100401"></a>2 | <a id="p100402"></a>70 | <a id="p100403"></a>1 |
| <a id="p100404"></a>220702 | <a id="p100405"></a>2 | <a id="p100406"></a>70 | <a id="p100407"></a>2 |
| <a id="p100408"></a>220709 | <a id="p100409"></a>2 | <a id="p100410"></a>70 | <a id="p100411"></a>3 |


<a id="p100412"></a>Таблица N 3-2

<a id="p100413"></a>Значение избыточного давления Pmax при различных
сценариях моделирования


<table>
<colgroup><col width="23%"><col width="26%"><col width="26%"><col width="26%"></colgroup>
<tr><td rowspan="3"></td><td rowspan="3"><a id="p100414"></a>Место воспламенения</td><td colspan="2"><a id="p100415"></a>Значение избыточного давления Pmax, бар.</td></tr>
<tr><td colspan="2"><a id="p100416"></a>Угол раскрытия ЛСК (или площадь панели)</td></tr>
<tr><td><a id="p100417"></a>100%</td><td><a id="p100418"></a>70%</td></tr>
<tr><td rowspan="3"><a id="p100419"></a>1 Загроможденность</td><td><a id="p100420"></a>1</td><td><a id="p100421"></a>10</td><td><a id="p100422"></a>13</td></tr>
<tr><td><a id="p100423"></a>2</td><td><a id="p100424"></a>4,7</td><td><a id="p100425"></a>6</td></tr>
<tr><td><a id="p100426"></a>3</td><td><a id="p100427"></a>12</td><td><a id="p100428"></a>13</td></tr>
<tr><td rowspan="3"><a id="p100429"></a>2 Загроможденность</td><td><a id="p100430"></a>1</td><td><a id="p100431"></a>8</td><td><a id="p100432"></a>10</td></tr>
<tr><td><a id="p100433"></a>2</td><td><a id="p100434"></a>3,9</td><td><a id="p100435"></a>4,6</td></tr>
<tr><td><a id="p100436"></a>3</td><td><a id="p100437"></a>12</td><td><a id="p100438"></a>13</td></tr>
</table>




<a id="p100440"></a>Рисунок 3-9. Распределение давления при взрыве облака
ТВС при различных сценариях моделирования



<a id="p100441"></a>

---



## Иллюстрации

$\frac{\partial}{\partial t} (\beta_{\upsilon}\rho) + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{i}\rho u_{i}) = \frac{\dot{m}}{V}$

$\frac{\partial}{\partial t} (\beta_{\upsilon}\rho u_{i}) + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{i}\rho u_{i}u_{j}) = - \beta_{\upsilon} \frac{\partial p}{\partial x_{i}} + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j}\sigma_{ij}) + F_{o,i} + \beta_{\upsilon}F_{w,i} + \beta_{\upsilon}(\rho - \rho_{0})g,$

$\sigma_{ij}$

$F_{o,i} = - \rho| \frac{\partial\beta}{\partial_{x}} |u_{i}|u_{i}|$

$\frac{\partial}{\partial t} (\beta_{\upsilon}\rho h) + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{\upsilon}\rho u_{i}h) = \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j} \frac{\mu_{eff}}{\sigma_{h}} \frac{\partial h}{\partial x_{j}}) + \beta_{\upsilon} \frac{Dp}{Dt} + \frac{\dot{Q}}{V} .$

$\frac{\partial}{\partial t} (\beta_{\upsilon}\rho Y_{fuel}) + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j}\rho u_{j}Y_{fuel}) = \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j} \frac{\mu_{eff}}{\sigma_{fuel}} \frac{\partial Y_{fuel}}{\partial x_{j}}) + R_{fuel}.$

$\frac{\partial}{\partial t} (\beta_{\upsilon}\rho\xi) + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j}\rho u_{j}\xi) = \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j} \frac{\mu_{eff}}{\sigma_{\xi}} \frac{\partial\xi}{\partial x_{j}})$

$k - \epsilon$

$\frac{\partial}{\partial t} (\beta_{\upsilon}\rho k) + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j}\rho u_{j}k) = \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j} \frac{\mu_{eff}}{\sigma_{k}} \frac{\partial k}{\partial x_{j}}) + \beta_{\upsilon}P_{k} - \beta_{\upsilon}\rho\epsilon.$

$\frac{\partial}{\partial t} (\beta_{\upsilon}\rho\epsilon) + \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j}\rho u_{j}\epsilon) = \frac{\partial}{\partial x_{j}} (\beta_{j} \frac{\mu_{eff}}{\sigma_{\epsilon}} \frac{\partial\epsilon}{\partial x_{j}}) + \beta_{\upsilon}P_{\epsilon} - C_{2\epsilon}\beta_{\upsilon}\rho \frac{\epsilon^{2}}{k} .$

$\sigma_{ij} = \mu_{eff}(\frac{\partial u_{i}}{\partial x_{j}} + \frac{\partial u_{j}}{\partial x_{i}}) - \frac{2}{3} \delta_{ij}(\rho k + \mu_{eff} \frac{\partial u_{k}}{\partial x_{k}})$

$\mu_{eff} = \mu + \rho C_{\mu} \frac{k^{2}}{\epsilon}$

$\rho C_{\mu} \frac{k^{2}}{\epsilon}$

$G_{s} = \sigma_{ij} \frac{\partial u_{j}}{\partial x_{i}}$

$G_{b} = - \frac{1}{p} \frac{\mu_{eff}}{\sigma_{b}} g_{i} \frac{\partial p}{\partial x_{i}}$

$G_{o} = C_{0}\beta_{\upsilon}\rho|\overline{u}|u_{i}^{2}f_{i}$

$P_{\epsilon} = C_{1\epsilon} \frac{\epsilon}{k} P_{k}(1 + C_{3\epsilon}R_{f})$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_0.png)

$- \rho\widetilde{u}_{i}\prime u\prime\prime_{j}\prime = \mu_{eff}(\frac{\partial u_{i}}{\partial x_{j}} + \frac{\partial u_{j}}{\partial x_{i}}) - \rho \frac{2}{3} k\delta_{ij}$

$C_{\mu}$

$C_{1\epsilon}$

$C_{2\epsilon}$

$C_{3\epsilon}$

$\sigma_{h}$

$\sigma_{fuel}$

$\sigma_{\xi}$

$\sigma_{k}$

$\sigma_{\epsilon}$

$\sigma_{b}$

$L = - \frac{\rho_{a}C_{p}T_{a}u^{*3}}{kgHs}$

$\rho_{0}$

$H_{\theta}$

$|L|>10^{5}$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_1.png)

$u^{*} = \frac{U_{o}k}{ln(\frac{(z - z_{d}) + z_{o}}{z_{o}}) - \psi_{u}(z_{ref})} ,$

$\psi_{u}$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_2.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_3.png)

$\epsilon$

$0,3 \frac{u^{*}L}{Lf}$

$0,4 \sqrt{\frac{u^{*}L}{f}}$

$0,4 \sqrt{\frac{u^{*}L}{f}}$

$\frac{1}{L} = \frac{1}{L_{s}} log \frac{z_{o}}{z_{s}}$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_4.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_5.png)

$\omega^{*}$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_6.png)

$\rho$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_7.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_8.png)

$S_{L} = S_{L}^{o}(\frac{P}{P_{o}})\gamma_{p}$

$S_{QL} = S_{L}(1 + \chi min((\frac{R}{3})^{0.5},1))$

$R = \frac{R_{u}}{M}$

$S_{T} = 15S_{L}^{0.784}u'^{0.412}l_{I}^{0.190}$

$S_{u} = max(S_{QL},S_{T})$

$D = \frac{\mu_{eff}}{\sigma_{fuel}}$

$W^{*} = \frac{w}{\beta} = W \frac{l_{LT}}{\Delta_{g}}$

$D^{*} = D\beta = D \frac{\Delta_{g}}{l_{LT}}$

$\Delta_{g}$

$l_{LT} = C_{\mu}k^{32}\epsilon^{- 1}$

$\chi_{q} = 0.05$

$WD = 1.37S_{u}^{2} = W^{*}D^{*}$

$W^{*} = C_{1\beta} \frac{S_{u}}{\Delta_{g}}$

$D^{*} = C_{2\beta}S_{u}\Delta_{g}$

$R_{fuel} = - W^{*}\rho min(\delta_{H}(\chi - \chi_{q}),\chi,9 - 9\chi)$

$\delta_{H}$

$\beta_{\upsilon}$

$\beta_{i}$

$\gamma_{p}$

$\delta_{ij}$

$\delta_{ij} = 1$

$\delta_{ij} = 0$

$\delta_{H}$

$\delta_{H}(a - b) = 1$

$\delta_{H}(a - b) = 0$

$\epsilon$

$\xi$

$\mu$

$\mu_{t}$

$\mu_{eff}$

$\mu_{eff} = \mu + \mu_{t}$

$\rho_{a}$

$\sigma_{\epsilon}$

$\sigma_{\xi}$

$\sigma_{b}$

$\sigma_{k}$

$\sigma_{fuel}$

$\sigma_{h}$

$\sigma_{ij}$

$\chi$

$\chi = \frac{Y_{fuel}}{Y_{fuel}^{o} + \xi(Y_{fuel}^{1} - Y_{fuel}^{o})}$

$\chi_{q}$

$\omega^{*}$

$\Delta_{g}$

$C_{1\epsilon}$

$C_{2\epsilon}$

$C_{3\epsilon}$

$C_{\mu}$

$k - \epsilon$

$C_{1\epsilon} = 1,44$

$C_{2\epsilon} = 1,92$

$C_{3\epsilon} = 0,8$

$C_{\mu} = 0,09$

$\vec{g}$

$\dot{m}$

$P_{\epsilon}$

$\dot{Q}$

$\vec{u}$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_9.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_10.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_11.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_12.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_13.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_14.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_15.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_16.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_17.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_18.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_19.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_20.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_21.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_22.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_23.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_24.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_25.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_26.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_27.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_28.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_29.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_30.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_31.png)

$\text{м}^{2}$

$\text{м}^{2}$

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_32.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_33.png)

![](https://i.bukva.ai/oGXAiKaz/img_34.png)