Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сыктывкарский государственный университет»
Институт точных наук и информационных технологий
Кафедра инженерной физики и техносферной безопасности
Допустить к защите
Зав. Кафедрой, доцент
Петраков А.П.
«__» _________________2014
Курсовая работа
По дисциплине: Устойчивость объектов экономики в ЧС
Тема: Исследование устойчивости объекта экономики на примере сборочного цеха машиностроительного завода
Вариант № 12
Выполнила: Ивкина Мария
группа 148 «а»
Проверил: Шилов С.В.
к.ф.-м.н.
Сыктывкар 2014
Содержание
|
Введение………………………………………………………………….. |
3 |
|
|
1. |
Теоретические данные.…………………….………………………. |
5 |
|
1.1 Описание объекта экономики………………………………….. |
5 |
|
|
1.2 Внешние поражающие факторы………………………………. |
6 |
|
|
2. |
Исследование устойчивости объекта экономики…………………. |
17 |
|
2.1 Ударная волна ядерного взрыва………………………………. |
17 |
|
|
2.2 Паводок………………………………………………………….. |
18 |
|
|
2.3 Волна прорыва…………………………………………………. |
18 |
|
|
2.4 Выброс АХОВ с территории химкомбината………………… |
20 |
|
|
2.5 Пожар на складе фанерного комбината……………………… |
21 |
|
|
2.6 Горение емкости с мазутом на территории котельной……… |
21 |
|
|
2.7 Взрыв газовых баллонов на складе строительно-монтажной организации…………………………………………………………. |
22 |
|
|
3. |
Меры по повышению устойчивости объекта экономики……….. |
23 |
|
Заключение……………………………………………………………….. |
31 |
|
|
Список литературы………………………………………………………. |
32 |
|
|
Приложение 1…………………………………………………………….. |
33 |
Введение
Обеспечение устойчивой работы объектов экономики в условиях ЧС мирного и военного времени является одной из основных задач РСЧС.
Под устойчивостью функционирования объектов экономики или другой структуры понимают способность их в чрезвычайных ситуациях противостоять воздействиям поражающих факторов с целью поддержания выпуска продукции в запланированном объеме и номенклатуре; предотвращения или ограничения угрозы жизни и здоровья персонала, населения и материального ущерба, а также обеспечения восстановления нарушенного производства в минимально короткие сроки.
Сходство и однотипность основных элементов объектов экономики позволяют выделить общие факторы, влияющие на устойчивость объекта и подготовку его к работе в условиях чрезвычайных ситуаций.
В данной курсовой работе в качестве объекта экономики будет рассмотрен сборочный цех машиностроительного завода.
Цель работы: Исследовать устойчивость объекта экономики на примере сборочного цеха машиностроительного завода.
Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:
1 Теоретические данные
1.1 Описание объекта экономики
В данной курсовой работе в качестве объекта экономики будет рассмотрен сборочный цех машиностроительного завода. Машиностроительный завод расположен в загородной черте города Белозерск, в 32 километрах от плотины, находящейся на реке Белая. Рядом находятся Фанерный комбинат – в 1250 метрах от объекта экономики, и химкомбинат – в 1220 метрах от объекта экономики. На территории города Белозерск расположена котельная с хранилищем мазута. Расстояние от котельной до машиностроительного завода – 3100 метров. На противоположном берегу реки Белая находится строительно-монтажная организация и склад с баллонами – в 185 метрах от объекта экономики.
Рис.1 Схема расположения объекта экономики.
Сборочный цех машиностроительного завода можно описать как промышленное здание с тяжелым металлическим каркасом и бетонным заполнением. Площадь остекления здания – 28%.
Рис.2 Схема сборочного цеха машиностроительного завода
В сборочном цехе представлено следующее оборудование: мостовой кран, станки средние, контрольно-измерительная аппаратура.
В здании имеются следующие коммунально-энергетические сети: кабель электрический наземный, воздухопроводы для пневмоинструмента на металлических эстакадах.
1.2 Внешние поражающие факторы
В результате стихийных бедствий, производственных аварий и катастроф, применения оружия массового поражения в случаях конфликтных ситуаций возникают поражающие факторы, вызывающие поражения людей, с/х животных, растительности, разрушения зданий, сооружений, загрязнение и заражение окружающей среды.
В данной курсовой работе мы рассмотрим воздействие следующих внешних поражающих факторов:
Волна прорыва – это тип мощного паводка, который образуется при авариях, сопровождающихся разрушением на плотинах, при этом запасенная потенциальная энергия водохранилища высвобождается в виде волны, образующейся при изливе воды через проран (брешь) в теле плотины. Волна прорыва распространяется по речной долине на сотни километров и более.
Рис.3 Схема водохранилища
1 – плотина, 2 – водохранилище.
Основными параметрами волны прорыва являются: высота гребня Ƞг, наибольшая скорость течения Vm, время прихода фронта tф, гребня tг, хвоста tх. На рис. 4 показано продольное сечение волны прорыва.
Рис. 4 Волна прорыва
1 – фронт волны, 2 – гребень, 3 – хвост,
Н0 – глубина водохранилища, h0 – уровень воды в реке.
В таблице 1 приведены данные по величинам Ƞг, Vm, tф, tг при распространении волны прорыва по схематизированному прямоугольному руслу для трех характерных гидроузлов равнинного и предгорного типов.
Таблица 1. Параметры волны прорыва
Критическими параметрами, определяющими поражающее действие волны прорыва, являются глубина потока и скорость течения. Допускается некоторое отклонение их значений от данных, приведенных в таблице 2, при сохранении условия
Таблица 2. Степень поражения сооружений
В приближенных расчетах при отсутствии указанных данных за значение параметра определяющего нижнюю границу безусловного поражения сооружения допустимо принять верхнее значение , при котором имеют место сильные разрушения. Одновременно за значение параметра, определяющего границу безопасности, допустимо принять нижнее значение , при котором имеют место слабые разрушения.
Выброс АХОВ с территории химкомбината. Зона действия АХОВ при скорости приземного ветра более 2,2 м/с имеет характерную форму (рис. 5)
Рис. 5 Зона токсического действия АХОВ
1 – источник выброса АХОВ, 2 – зона токсического действия АХОВ,
Глубина зоны Г, м, определяется по формуле:
где - эквивалентное количество токсичных компонентов, кг;
;
Коэффициент К1 принимают равным: К1=1 в случае открытой местности; К1=0,5 – сельхозугодий, степной растительности; К1=0,4 – при наличии кустарника, отдельных деревьев, холмов; К1 = 0,3 – при наличии городской и промышленной застройки, лесного массива.
Коэффициент К2 принимают равным: К2=1 в случае инверсии; К2=1,5 – при изотермии; К2=2 – при конвекции.
Ширина зоны:
В = 0,03Г – при инверсии;
В = 0,15Г – при изотермии;
В = 0,80Г – при конвекции.
Таблица 3. Токсические характеристики некоторых АХОВ
Для оценки токсичности АХОВ при ингаляционном поступлении используется величина дозы где С – концентрация АХОВ в воздухе, АХОВ.
Различают пороговую дозу, которая вызывает начальные признаки поражения, и смертельную токсодозу, которая приводит к смертельным поражениям.
Если в момент токсического действия АХОВ персонал находится в здании необходимо учитывать коэффициент фильтрации:
где - нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций(0,5);
- площадь ограждающих конструкций;
- нормативная воздухопроницаемость световых проемов (1);
- площадь световых проемов;
- время эвакуации;
- плотность воздуха (1,29 кг/м3);
- объем помещения.
Взрыв газовых баллонов на складе строительно-монтажной организации. Взрыв емкости, находящейся под внутренним давлением газа, относится к группе физических взрывов, обусловленных различными физическими процессами.
Процессы, сопровождающие такие взрывы, относятся к адиабатическим процессам. Как известно, адиабатическим изменением состояния системы называется такое изменение, которое протекает без обмена теплом с окружающей средой. Для оценки параметров рассматриваемого взрыва используется энергетический подход.
При взрыве металлической емкости, содержащей газ под давлением, образуются осколки, поражающее действие которых зачастую бывает определяющим, а также формируется ударная волна и имеет место тепловое излучение.
Е = Еув + Еоск. + Етеп.из.
Е = β1Е + β2Е + β3Е
β1+β2+β3=1
Для инертного газа β1=0,3; β2=0,7; β3=0 – т.е. 70% приходится на разлет осколков.
При взрыве емкости под внутренним давлением Р инертного газа энергия взрыва представляется через работу адиабатического расширения газа в виде
Таблица 4. Величина показателей адиабаты газов
Для определения скорости разлета осколков используется соотношение:
m* - суммарная масса осколков, равная массе оболочки, кг
В приближенных расчетах для оценки дальности полета осколков допускается использовать соотношение:
Данное соотношение получено для случая полета осколков в безвоздушном пространстве. При больших величинах оно дает завышенное значение . Дальность , полученную таким образом, следует ограничивать сверху величиной L*
v.тр.
Значения L* получены при взрыве тротиловых зарядов в металлической оболочке (бомб, снарядов).
При взрыве емкости со сжатым горючим газом энергия Е, Дж, находится по соотношению:
М=αωМ0 – масса газа, участвующего во взрыве, кг;
α и ω - коэффициенты.
Показатель адиабаты продуктов взрыва ГВС γ 1,25.
Паводок – это относительно непродолжительный подъем воды в реке, вызванный обильными ливневыми дождями или бурным таянием снежного покрова. Паводки могут повторятся по несколько раз в году. Иногда они приходят один за другим, волнами, в зависимости от количества обильных ливневых дождей.
Опасность паводкового наводнения состоит в том, что оно может наступить неожиданно, например, при прохождении ливня в ночное время.
Рис. 6 Треугольное русло реки
Найдем L (максимальный уровень подъема воды в реке), используя рис. 6:
- изменение уровня реки во время паводка;
отсюда следует:
Найдем угол
отсюда следует:
Учитывая рис. 6, можно сделать вывод, что условием устойчивости объекта экономики при возникновении паводка является соотношение:
L < X ,
где L – максимальный подъем воды в реке;
X – расстояние до объекта экономики.
Горение емкости с мазутом на территории котельной. При пожарах в атмосферу выделяется большое количество продуктов полного и неполного сгорания, которые образуют дымовое облако. Дым представляет собой мелкодисперсную систему, состоящую из мельчайших твердых частиц, взвешенных с продуктами сгорания в водухе. Ветром дымовое облако сносится по направлению ветра, при этом формируется зона задымления.
Нахождение человека в зоне задымления далеко не безопасно. К опасным факторам зоны задымления относят: содержание оксида углерода СО < 0,1%, углекислого газа СО2 < 6,0% и кислорода О2 < 17%.
Отдельно следует отметить, что многие продукты сгорания обладают повышенной токсичностью. При сгорании 1 тонны мазута в атмосферу выделяется: 84 кг угарного газа(СО), 1 кг формальдегида, 1 кг синильной кислоты и 7 кг оксидов азота. По своему токсическому действию эти вещества относят к группе АХОВ, синильная кислота – отравляющее вещество.
Чтобы определить глубину и ширину зоны токсического действия продуктов сгорания, пороговую токсодозу АХОВ, а также коэффициент фильтрации см. «Выброс АХОВ с территории химкомбината».
Пожар на складе фанерного комбината. При горении 1 тонны фанеры в атмосферу выделяется: синильная кислота – 0,1 кг, окислов азота – 10 кг.
Для определения глубины и ширины зоны токсического действия продуктов сгорания, пороговой токсодозы АХОВ, а также коэффициента фильтрации см. «Выброс АХОВ с территории химкомбината».
Ударная волна ядерного взрыва – это один из основных поражающих факторов ядерного оружия, представляющий собой область резкого сжатия среды, распространяющуюся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Имеет резкую переднюю границу (фронт ударной волны), отделяющую невозмущенную среду от среды с повышенным давлением, плотностью, скоростью и температурой.
Задача оценки устойчивости объекта экономики может быть решена графоаналитическим методом. Для этого необходимо иметь следующие исходные данные: координаты точки прицеливания; местоположение объекта; мощность ядерного боеприпаса q; вероятное максимальное отклонение боеприпаса от точки прицеливания rотк.
Задача решается в такой последовательности:
Rx = Rг - rотк ;
Если объект экономики состоит из нескольких цехов, то сначала разбиваем ОЭ на цеха, сооружения, элементы и оборудование. Затем в каждом цехе находим предел устойчивости отдельных элементов. Устойчивость всего ОЭ находим как минимальное значение изменения давления фронта волны по всем цехам, сооружениям и элементам.
3 Меры по повышению устойчивости объекта экономики
Проблемы повышения устойчивости функционирования экономики в экстремальных условиях, главным образом, в военное время, привлекают внимание исследователей уже не один десяток лет. И в предвоенные годы, и впоследствии, когда всесторонне осмысливается опыт работы промышленности и сельского хозяйства в ВОВ, было приложено много усилий для определения наиболее рациональных направлений и методов подготовки различных звеньев экономики в работе в условиях войны.
Способы повышения устойчивости многообразны, но решение задачи может быть достигнуто только при их комплексном применении. Поэтому работу по повышению устойчивости проводят, используя все доступные в данных конкретных условиях пути и способы.
При разработке мероприятий руководствуются требованиями НП ИТМ ГО и результатами реальной оценки устойчивости, полученными в ходе проведения ее исследования (см. Глава 2). При этом учитывается, что достижение абсолютной устойчивости и исключение ущерба практически невозможно. Поэтому планируются и осуществляются лишь те мероприятия, которые позволяют уменьшить ущерб, обеспечить защиту производственного персонала и выпуск запланированной продукции при условии экономической целесообразности мероприятий.
В результате исследования устойчивости сборочного цеха машиностроительного завода, проведенного во 2 главе, можно сделать обобщенный вывод.
Волна прорыва. В ходе расчетов были выяснены следующие данные: высота гребня волны – 7,2 метра; скорость движения волны – 1,43 м/с; время достижения фронта волны объекта экономики – 7 часов; время достижения гребня волны объекта экономики – 15 часов. Из полученных данных следует, что ОЭ получит слабые разрушения, поэтому необходимо усилить устойчивость исследуемого объекта к данному виду поражения.
Выброс АХОВ с территории химкомбината. ОЭ оказался неустойчив к данному виду поражения, так как глубина зоны поражения (1671 м) оказалась больше расстояния от химкомбината до объекта (1220 м). В связи с этим, предлагаю усовершенствовать цех с учетом предложенных ниже предписаний.
Взрыв газовых баллонов на складе СМО. В результате исследования было выяснено, что дальность разлета осколков L* = 948, 01 метра оказалась больше, чем расстояние до объекта экономики(185). Поэтому сборочный цех машиностроительного завода считаем неустойчивым к поражающему фактору. Следовательно, необходимо усовершенствовать ОЭ, с учетом предложенных требований.
Паводок. Сборочный цех машиностроительного завода, находящийся на берегу реки Белая, оказался устойчив к поражающему фактору, так как расстояние до объекта экономики (155 м) превышает максимальный уровень подъема реки (L = 26,9 м).
Горение емкости с мазутом на территории котельной. Глубина зоны поражения объекта экономики продуктами горения (5032,23 м) превышает расстояние от котельной до объекта экономики (3100 м). Вследствие этого целесообразно провести мероприятия по усилению устойчивости сборочного цеха машиностроительного завода.
Пожар на складе фанерного комбината. В результате того, что полученная в расчетах глубина зоны поражения исследуемого объекта (2194,8 м) превышает расстояние от объекта до фанерного комбината, следует считать объект неустойчивым к поражающему фактору. Поэтому необходимо усилить устойчивость объекта к данному поражению.
Ударная волна ядерного взрыва. Сборочный цех оказался неустойчив к поражающему фактору, так как полученный ∆рф.max =30 кПа оказался выше предела устойчивости здания (20 кПа), а также выше предела устойчивости цеха в целом (10 кПа). Поэтому целесообразно провести модернизацию цеха с учетом предложенных ниже требований. А именно усовершенствовать конструкцию здания, станки и контрольно-измерительную аппаратуру, так как они имеют предел устойчивости ниже 30 кПа.
Обеспечение защиты производственного персонала
Повышение устойчивости ОПФ
Здания и сооружения:
Технологическое оборудование:
Технологические и инженерные сети:
Подготовка к безаварийной остановке производства
Непосредственный перечень мероприятий:
Для осуществления мероприятий по безаварийной остановке производства в каждой смене создаются бригады (группы) людей, ответственных за отключение агрегатов и остановку производственных процессов в отработанной последовательности.
Повышение устойчивости энергоснабжения
Повышение устойчивости водоснабжения
Повышение устойчивости материально-технического снабжения
Мероприятия по подготовке к быстрому восстановлению производства
Повышение устойчивости системы управления объектом
Заключение
Таким образом, обеспечение устойчивости объекта экономики в чрезвычайных ситуациях гарантирует снижение ущерба и потерь и одновременно решает задачи защиты производственного персонала объекта, предупреждает или в значительной степени способствует эффективному ведению аварийно-спасательных и других неотложных работ в возникающих на объекте очагах поражения.
В курсовой работе была исследована устойчивость сборочного цеха машиностроительного завода к работе в чрезвычайных ситуациях. В итоге были предложены меры по необходимому повышению устойчивости здания, сооружений, оборудования, материально-технического обеспечения. Также были предложены мероприятия по подготовке к восстановлению работы цеха и мероприятия, обеспечивающие защиту персонала.
Проблема обеспечения устойчивости объектов экономики в ЧС является одной из основных проблем национальной безопасности страны. Без решения этой проблемы невозможно обеспечить ни военную, ни экономическую, ни любую другую безопасность.
Список литературы
|
1. |
Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения: Справочник / Г.П. Демиденко, Е.П. Кузьменко, П.П. Орлов и др.; под ред. Г.П. Демиденко. – 2-е изд.,перераб. и доп. – К.:Выща шк.Головное изд-во, 1989. – 287с.: ил.; |
|
2. |
Г.Н.Храмов. Горение и взрыв. Монографя. – СПб.:СПбГПУ – 2007-278 с. |
|
3. |
Г.Н. Храмов. Опасные природные процессы. Учебное пособие. – СПб- 2004; |
|
4. |
Устойчивость объектов экономики в ЧС: учеб. пособие / В.Ю. Радоуцкий, В.Н. Шульженко; под ред. В.Ю. Радоуцкого. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2008. – 180с. |
Приложение 1
Схема газоснабжения объекта экономики
Схема водоснабжения объекта экономики