171532. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nyomás alatt tárolt cseppfolyósított éghető gázok tárolótartályainak tűzbiztonsági védelmére
11 171532 12 Az ismertetett tényezők hatása miatt adódó bonyolult és nehézkes számítássorozatok elkerülésére kell a szekunder hősugárzás számításánál az egyenértékű felület fogalmát bevezetni és felhasználni. A tartály függőleges tengelyvonalában elhelyezett lefúvató toldat - és a fölötte szélcsendben kialakuló függőleges lángoszlop - esetében az 1. ábrán követhető az egyenértékű felület számításának menete. A 2 lefúvató toldat DQ átmérője (kiáramlási nyílás mérete) és tartályfelszín fölötti H magassága alapján meghatározott L lánghossz felhasználásával számítható ki XM , a 3 láng 4 elméleti sugárzási középpontjának a tartály tetőpontjától való távolsága. L= 118 • D0 ésX M =[H • (H + L)]1/2 A ténylegesen besugárzott A0 tartályfelületrészre ható sugárzás sugárzási középpontból kiinduló sugárzási kúpjának a tartály felezősíkjáig meghosszabbított 7 alkotója a tartály függőleges tengelyének meghosszabbított vonalával a sugárzási kúp félszögével egyenlő <p szöget zár be. A sugárzási kúp 7 alkotója egyszersmind az Ae egyenértékű felület elméleti gömbszeletének gömbi sugara is. E gömbi sugár a tartály R0 sugarának és X M értékének ismeretében meghatározható. A 7 gömbi sugár hossza a sugár két részre való bontásával számítható ki. A láng sugárzási középpontjától a tartályfelület érintési pontjáig terjedő szakasz hossza (RQ + XM) • cos^, az érintési ponttól a tartály felezősíkjáig terjedő második'szakaszé pedig R0 • tg</>. A ip szög értéke a sin^: bői határozható meg. Ro (Ro + XM ) Összefüggés-Az Ae egyenértékű felület gömbszeletének 7 gömbi sugara (R,) tehát: R, = [(Ro + XM ) • COS0 + Ro • tgp] Az egyenértékű felület gömbszeleténél a 6 alapsík Re sugara: Re = [R, 2 -(Ro+X M ) 2 ] 1/2 A gömbszelet magassága (h) pedig: h = Rs -(Ro+X M ) A gömbszelet gömbi sugara (R,), alapsíkjának sugara (Re ) és a gömbszelet magassága (h) ismeretében az egyenértékű felület: A« = JjR! - (Ro + XM ) 2 ] +[R, - (Ro + Xm )] 2 j Az egyenértékű felület képletét trigonometrikus függvényekkel felírva, megfelelő átrendezés után: Ae = 2TT • [ R0 • tg? + (Ro + XM) • cos^] • [Ro • tgv + (Ro + XM ) ' (cos¥> - 1)] Az egyenértékű felületre ható btto. sugárzás: f-20 2q = V 47T-R2 A btto. sugárzási képletbe behelyettesítve Ae trigonometrikus függvényekkel felírt értékét, R, trigonometrikus függvényekkel kifejezett értékével való egyszerűsítést követően a btto. sugárzás: 20 55 60 65 2q = f-20 10 (R0 + R M ) • tgp - (Rp+ XM ) • (1 - cos^) (Ro + XM^-cos^ + Ro-tg^ A képletben a coap = (l - sin2^) 1 ' 2 és Í értékeli sini^ RQ 15 tgv>= valamint a sim? cosv? (Ro + XM ) behelyettesítésével, további átrendezés eredményeként adódik, hogy 1/2 2q = f • 20, (Ro+XM )-[(Ro+X M ) 2 -R 0 ] 2(Ro + XM ) Ebből a képletből adódik a C = 2R0 /X M további 25 behelyettesítés után a szekunder hőterhelés meghatározásának már ismertetett végső képlete: 30 2q = f • 20 • (C + l) C + 2 1/2 A szekunder hőterhelés számítása: Adva van egy V = 1400 ms térfogatú és Ro = 7,0 m 35 sugarú propántároló gömbtartály NÁ750 méretű, centrálisán elhelyezett és 3 m-el a tartály felszíne fölé emelkedő lefúvató toldattal. Az 50 C° hőmérséklethez tartozó 17,0 att. egyensúlyi gőznyomásnál nyitó biztonsági szelepen ki-40 áramló propángőz felvett mennyisege 50 kg/s. A lefújt gőz meggyulladva ég a tartály fölött. A propán égéshője 12030 kcal/kg. Az égő propán lángjának sugárzási hányada: 45 f = 0,32 A láng hossza: L = 118 • D0 = 118 • 0,75 = 88,5 m A láng elméleti sugárzási centrumának tartályfelszín fölötti magassága: 50 XM = [H • (H + L)]1 ' 2 =(3 • 91,5) 1/2 = 16,57 m C = D (XM = 14,0) 16,57 = 0,845 A btto. égéshő szétsugárzó hányada: f • 20 = 0,32 • 50,0 • 12030,0 = = 192480 kcal/s = 692,928 • 106 kcal/óra A tartályfelületre ható szekunder hőterhelés értéke: 2q = f • 20 (0,845 + 1,0) 1/2' ! (0,845 + 2,0) = 692,928 • 106 • 0,0226= 15,66 • 10« kcal/óra. 6
