ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE Πότε Όταν αναφλεγεί σημαντική ποσότητα υγρής φάσης που έχει διαρρεύσει από μία δεξαμενή. Χαρακτηριστικά Απουσία ορμής Ρυθμός καύσης = ρυθμός εξάτμισης Διάρκεια εξαρτώμενη από τη ποσότητα εξάτμισης Χαρακτηριστικά μεγέθη Ύψος φλόγας Θερμική ακτινοβολία (ροή και δόση) Παράμετροι Ακτίνα λίμνης (περιορισμένη ή απεριόριστη διάμετρος) Ρυθμός εξάτμισης (Τ, ua, υπέδαφος)
ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE ΥΨΟΣ ΦΛΟΓΑΣ Το ύψος της φλόγας (h f ) εξαρτάται από τον ρυθμό καύσης ανά μονάδα επιφάνειας (m ): &
ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE ΥΨΟΣ ΦΛΟΓΑΣ Ο ρυθμός καύσης ανά μονάδα επιφάνειας (m ) μπορεί να υπολογιστεί και από την παρακάτω εξίσωση εάν το σημείο βρασμού του υγρού είναι μικρότερο από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος
ΡΟΗ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE Η ροή της θερμικής ακτινοβολίας (q) υπολογίζεται πάντα σε σχέση με την απόσταση (x) από το κέντρο της λίμνης: Ποσοσστό ακτινοβολίας που βλέπει ο δέκτης Ατμοσφαιρική διαπερατόττητα
ΔΟΣΗ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE Η δόση θερμικής ακτινοβολίας (D) που δέχεται κάποιο άτομο εξαρτάται από τον αν είναι ακίνητο ή όχι. (α) Για ακίνητο παρατηρητή: (β) Για κινούμενο παρατηρητή: Όπου: D = δόση θερμικής ακτινοβολίας (kw/m 2 ) 4/3 s q(x) = ροή θερμικής ακτινοβολίας σε απόσταση x από το κέντρο της λίμνης (kw/m 2 ) t = χρονική διάρκεια έκθεσης (s) tr = χρόνος αντίδρασης (s) tc = ολικός χρόνος έκθεσης του παρατηρητή στη θερμική ακτινοβολία (s) (ισχύει tc=tr+tv όπου tv=(x s -x)/u)
ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE ΑΚΤΙΝΑ ΛΙΜΝΗΣ Η ακτίνα της λίμνης που αναφλέγεται εξαρτάται τόσο από τη μάζα του υγρού που δημιούργησε τη λίμνη όσο και από τη ποσότητα του υγρού που έχει εξατμιστεί πριν τη φωτιά. Συνοπτικά ισχύουν τα ακόλουθα: (α) ποσότητα υγρού που εξατμίζεται: (β) ποσότητα υγρού που σχηματίζει λίμνη: (γ) μέγιστη ακτίνα λίμνης:
ΑΚΤΙΝΑ ΛΙΜΝΗΣ ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE
ΦΩΤΙΑ ΛΙΜΝΗΣ POOL FIRE ΑΚΤΙΝΑ ΛΙΜΝΗΣ με:
ΠΥΡΙΝΗ ΣΦΑΙΡΑ FIREBALL Πότε Όταν αναφλεγεί ακαριαία εύφλεκτο αέριο υπό πίεση που εκλύεται από απότομη διαρροή Χαρακτηριστικά Σχήμα σφαίρας Χρονική διάρκεια (πολύ μικρή / στιγμιαία) Ρυθμός καύσης = ποσότητα υλικού/διάρκεια φωτιάς Χαρακτηριστικά μεγέθη Ακτίνα σφαίρας Μέγιστο ύψος κέντρου σφαίρας Παράμετροι Μάζα υγρού (αέριο υπό πίεση), πίεση αποθήκευσης
ΠΥΡΙΝΗ ΣΦΑΙΡΑ FIREBALL ΑΚΤΙΝΑ ΚΑΙ ΧΡΟΝΙΚΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΠΥΡΙΝΗΣ ΣΦΙΑΡΑΣ Η ακτίνα και η χρονική διάρκεια της πύρινης σφαίρας εξαρτώνται από τη ποσότητα του υγρού που αναφλέγεται ακαριαία. (α) ακτίνα πύρινης σφαίρας: (β) χρονική διάρκεια πύρινης σφαίρας:
ΠΥΡΙΝΗ ΣΦΑΙΡΑ FIREBALL ΜΕΓΙΣΤΟ ΥΨΟΣ ΚΕΝΤΡΟΥ ΠΥΡΙΝΗΣ ΣΦΙΑΡΑΣ Το μέγιστο ύψος του κέντρου της πύρινης σφαίρας εξαρτάται από τη χρονική διάρκεια και τον αρχικό όγκο του αερίου που σχηματίζει τη σφαίρα..
ΠΥΡΙΝΗ ΣΦΑΙΡΑ FIREBALL ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΠΥΡΙΝΗΣ ΣΦΙΑΡΑΣ L 2 = x 2 + r f 2 Έστω ότι η απόσταση της πύρινης σφαίρας από το έδαφος είναι αμελητέα (απόσταση κέντρου πύρινης σφαίρας από το έδαφος ίση με την ακτίνα της σφαίρας) τότε για απόσταση L από το κέντρο της σφαίρας ισχύει: (α) ροή θερμικής ακτινοβολίας: (β) δόση θερμικής ακτινοβολίας: για ακίνητο παρατηρητή
ΠΥΡΙΝΗ ΣΦΑΙΡΑ FIREBALL ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΠΥΡΙΝΗΣ ΣΦΙΑΡΑΣ D = δόση θερμικής ακτινοβολίας (kw/m 2 ) 4/3 s
ΓΛΩΣΣΑ ΦΩΤΙΑΣ JET FLAME Πότε Όταν αναφλεγεί αέριο που εξέρχεται με μεγάλη πίεση από οπή δεξαμενής Χαρακτηριστικά Ύπαρξη ορμής προς συγκεκριμένη κατεύθυνση Διάρκεια (συνεχής ανάλογα με την ποσότητα που διαρρέει) Ρυθμός καύσης = ρυθμός εκροής Σχήμα κυλίνδρου Χαρακτηριστικά μεγέθη Γεωμετρία (μήκος & διάμετρος) Επικίνδυνη απόσταση Παράμετροι Όρια αναφλεξιμότητας αερίου Πυκνότητα αερίου Συνθήκες αποθήκευσης Θερμοκρασία περιβάλλοντος
ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΓΛΩΣΣΑΣ ΦΩΤΙΑΣ ΓΛΩΣΣΑ ΦΩΤΙΑΣ JET FLAME Η μαθηματική αποτύπωση του φαινομένου θεωρεί τη γλώσσα φωτιάς ως κύλινδρο. Επομένως υπολογίζουμε: (α) μήκος κυλίνδρου: (β) διάμετρο κυλίνδρου:
ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΓΛΩΣΣΑΣ ΦΩΤΙΑΣ ισχύει: ΓΛΩΣΣΑ ΦΩΤΙΑΣ JET FLAME
ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΓΛΩΣΣΑΣ ΦΩΤΙΑΣ Λοιπές εξισώσεις: ΓΛΩΣΣΑ ΦΩΤΙΑΣ JET FLAME
ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΓΛΩΣΣΑΣ ΦΩΤΙΑΣ ΓΛΩΣΣΑ ΦΩΤΙΑΣ JET FLAME
ΓΛΩΣΣΑ ΦΩΤΙΑΣ JET FLAME ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ Η απόσταση L που χαρακτηρίζεται ως επικίνδυνη από την εκδήλωση μίας γλώσσας φωτιάς δίνεται από την εμπειρική σχέση: Το διπλάσιο από το μήκος του θεωρούμενου κυλίνδρου
ΕΚΡΗΞΗ ΑΕΡΙΟΥ ΝΕΦΟΥΣ VCE Πότε Όταν αέριο νέφος αναφλεγεί ακαριαία υπό μορφή έκρηξης δημιουργώντας ωστικό κύμα Χαρακτηριστικά Κέντρο έκρηξης Ποσότητα που εκρήγνυται Ωστικό κύμα (μέγιστη υπερπίεση,, δόση υπερπίεσης και ώθηση ) Παράμετροι Μάζα αέριου νέφους Χρονικό διάστημα από την έναρξη της διαρροής ως την ανάφλεξη Χώρος ανάφλεξης Θέση ανάφλεξης σχετικά με τη θέση διαρροής
ΕΚΡΗΞΗ ΑΕΡΙΟΥ ΝΕΦΟΥΣ VCE ΚΕΝΤΡΟ ΕΚΡΗΞΗΣ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΠΟΥ ΕΚΡΗΓΝΥΤΑΙ Πίσω μέτωπο νέφους (μάζα ουσίας Μ expl ) Κέντρο έκρηξης Σημείο διαρροής Ρυθμός διαρροής (m ) =ct Πηγή ανάφλεξης (σημείο ελάχιστης συγκέντρωσης ανάφλεξης) Αν t r η συνολική χρονική διάρκεια διαρροής και t ign ο χρόνος μέχρι να φθάσει το νέφος στο σημείο ανάφλεξης ισχύει: M expl = m t ign αν t ign <t r και back = 0 M expl = m t r αν t ign >t r, και back η απόσταση που διανύεται σε χρόνο (t ign -t r )
ΕΚΡΗΞΗ ΑΕΡΙΟΥ ΝΕΦΟΥΣ VCE ΩΣΤΙΚΟ ΚΥΜΑ Σε απόσταση r από το κέντρο της έκρηξης η μέγιστη υπερπίεση του παραγόμενου ωστικού κύματος εξαρτάται από ταχύτητες της φλόγας:
ΕΚΡΗΞΗ ΑΕΡΙΟΥ ΝΕΦΟΥΣ VCE ΩΣΤΙΚΟ ΚΥΜΑ Χαρακτηριστικό μήκος έκρηξης (m) Vo: όγκος νέφους αερίου/αέρα που εκρήγνυται (m 3 ) Εc: ενέργεια καύσης του στοιχειομετρικού μίγματος αερίων (J/m 3 )
ΕΚΡΗΞΗ ΑΕΡΙΟΥ ΝΕΦΟΥΣ UVCE ΩΣΤΙΚΟ ΚΥΜΑ Στην ίδια απόσταση r για την περίπτωση ολικής καταστροφής κτιρίου η δόση από υπερπίεση δίνεται από τον τύπο: t p = χρόνος θετικής φάσης έκρηξης Με παραδοχή για t p = 1sec
Pool Fire Fire Ball Jet Flame (Jet Fire) UVCE Καύσιμα αεροπορίας, diesel, υδρογονάνθρακες (βαρύτεροι του εξανίου), γλυκόλες, λάδια ή υδραυλικά ρευστά Υγροποιμένο αέριο Ελαφρούς υδρογονάνθρακες, φυσικό αέριο, αέρια με εύφλεκτα συμπυκνώματα, υψηλής πίεσης υδρογονάνθρακες, καύσιμα Εύφλεκτα αέρια