Расчет массы сгоревшего вещества при свободном горении нефти и нефтепродуктов

Массу сгоревшей нефти можно определить несколькими способами:

Масса сгоревшей нефти при пожаре в резервуаре.

Масса сгоревшей нефти при пожаре в резервуаре определяется по формуле:

, т (3)

где G – масса сгоревшей нефти, т;

β – коэффициент полноты сгорания;

v - скорость выгорания нефтепродукта, кг/(м² сек);

Sсp - средняя поверхность зеркала жидкости, м²,

t – время выгорания, сек.

Коэффициент полноты сгорания нефтепродуктов β зависит от типа подстилающей поверхности в зоне горения:

- для водной поверхности К = 0,9 (так как пленка толщиной 2 мм не сгорает);

- для инертной почвы К = 1 - φW, где: φ - пористость грунта, W - влагосодержание грунта;

- для горения в резервуаре и на почве, покрытой растительностью, К = 1 (при этом поступление в атмосферный воздух продуктов сгорания растительных и лесных горючих материалов не учитывается).

Скорость выгорания v является практически постоянной величиной, для нефти определяется как средняя массовая скорость горения с единицы поверхности зеркала в единицу времени. Скорость выгорания нефти и нефтепродуктов, определяют по табл. 7.

 

Таблица 7 - Величина скорости выгорания нефти и нефтепродуктов

 

Нефтепродукт	Скорость выгорания, v	Линейная скорость выгорания, L
кг / (м2 ⋅ сек)	мм/ мин
Нефть	0,030	2,04
Мазут	0,020	1,18
Дизельное топливо	0,055	4,18
Керосин	0,048	3,84
Бензин	0,053	4,54

 

Среднюю поверхность зеркала горения определяют путем измерения, но в аварийных случаях можно определить Sсp расчетным путем.

1. При горении нефти в резервуаре без его разрушения Scp равна площади горизонтального сечения резервуара.

Sср = πR², м², (4)

где R – радиус резервуара, м (табл. 8).

 

 

Таблица 8 - Основные характеристики вертикального резервуара

 

№	Тип резервуара	Высота, м	Радиус, м	Масса, кг
	РВС-100		2,45
	РВС-200		3,3
	РВС-300	7,5	3,75
	РВС-400	7,5	4,25
	РВС-700		5,25
	РВС-1000		5,25
	РВС-2000		7,6
	РВС-3000		9,5
	РВС-5000		11,4

 

2. При горении нефти с разрушением резервуара и вытеканием нефти в обваловку Scp равна площади обваловки.

3. Для резервуаров, получивших во время аварии сильные разрушения, площадь разлива считается по формуле:

S_cp= 20,01V, м², (5)

где V - объем разлитой нефти.

4. Для фонтанирующих скважин

S_cp= 0,7 Q10^-3/(ρ × L), м², (6)

где Q- дебит скважины (производительность скважины по нефти), т/сут;

ρ - плотность нефти, кг/м³;

L - линейная скорость выгорания нефти, мм/мин (табл. 7).