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
Лист
1-70 04 03 – 14 – ВО23III
Лист
1-70 04 03 – 14 – ВО23III
Оценка устойчивости хозяйственных объектов к воздействию ударной волны и теплового излучения при взрывах газопаровоздушных смесей в открытом пространстве.
Вариант 14
На предприятии находится емкость, в которой содержится под давлением сжиженный пропан . От искры внешнего источника в результате разгерметизации произошёл взрыв. Определить устойчивость к воздействию волны и тепловому излучения цеха находящегося на расстоянии R=280 м. от центра взрыва.
K1 = 1,1, K2 = 0,8, К3 = 1, Сст = 0,9.
Производственные, административные здания и сооружения:
Здания с металлическим каркасом и сплошным хрупким заполнением стен и крыши.
Технологическое оборудование:
Станки с ЧПУ
КЭС:
Кабельные наземные линии
Возгораемые материалы:
- мягкая кровля
- изоляция кабеля
- деревянные конструкции, окрашенные в тёмные цвет
1. Оценка устойчивости цеха к воздействию ударной волны:
1. Масса пропана (; m), перешедшего в атмосферу при разгерметизации ёмкости, определяется по формуле:
,
где – первоначальная масса горючего вещества в ёмкости, m;
Ɵ – коэффициент, учитывающий ту часть вещества, которая переходит в атмосферу при разгерметизации ёмкости. Ɵ зависит от способа хранения продукта и принимается равным 0,5 – для газов, сжиженных под давлением и хранящихся при температуре окружающей среды.
2. Объём образовавшегося полусферического облака ГПВС определяется по формуле:
,
где - относительная молекулярная масса вещества; По приложению 1, .
- объёмная стехиометрическая концентрация горючего вещества в воздухе, наиболее благоприятная для возникновения детонации, %.
По приложению 1, .
3. Диаметр , полусферического облака ГПВС определяется по формуле:
,
, следовательно, возникновение детонации в облаке ГПВС вполне вероятно.
4. Масса горючего облака (m, кг) определяется по формуле:
,
где - плотность единицы объёма смеси кг/.
5. Тротиловый эквивалент наземного взрыва полусферического облака ГПВС определяется по формуле:
,
где - теплота взрыва единицы массы смеси, МДж/кг (по приложению 1, 2,801)
– теплота тротила, равная 4,184 МДж/кг
6. Эффективное избыточное давление во фронте детонационной волны определяется по формуле:
где - показатель адиабаты продуктов детонации (по приложению 1, )
- стандартное атмосферное давление, равное 101,325 кПа.
7. Радиус действия детонационной волны определяется по формуле:
- параметр, определяемый по формуле:
8. Определение избыточного давления на расстояниях от эпицентра взрыва R больших начинается с определения «приведённого» расстояния кторое рассчитывается по формуле:
()
где R – расстояние от эпицентра взрыва до определённой точки на местности, м.
9. Затем находится «приведённое» давление по формуле:
10. Расчёт избыточного давления во фронте ударной волны ( на расстояниях от эпицентра взрыва R больших ведётся по формуле:
11. Для оценки возможных последствий воздействия ударной волны на здания и сооружения определяют избыточное давление по формуле:
12. Избыточное давление ударной волны, действующее на элементы, находящиеся внутри зданий и сооружений определяется по формуле:
где - коэффициент, учитывающий экранизирующий эффект здания, по заданию .
Таблица 1. Оценка устойчивости механического производственного здания к воздействию ударной волны
Оценка устойчивости механического цеха к воздействию ударной волны:
Согласно данных приложения 4, в результате воздействия ударной волны в здании цеха возможна значительная деформация несущих железобетонных конструкций, будет разрушена большая часть перекрытий и стен, возникнут сплошные завалы. Станки с ЧПУ могут быть опрокинуты и повреждена электронная аппаратура. Кабельная наземная линия получит множественные разрывы. Восстановление элементов цеха: для станков с ЧПУ ремонт и восстановление возможно, но нецелесообразно. Уцелевшие узлы и детали могут быть использованы как запчасти. Предел устойчивости здания к воздействию ударной волны, равный 30 кПа. Кабельная наземная сеть деформируются и разрушаются отдельные опоры электропередач.
Анализ поражения людей: незащищённые люди, находящиеся на расстоянии 280 м. от эпицентра взрыва, в том числе в близи механического цеха, могут получить травмы средней тяжести.
Вывод: Здание является устойчивым к воздействию ударной волны.
2. Оценка устойчивости цеха к воздействию теплового излучения:
Расчёт основных параметров теплового излучения огненного шара
13. масса шара, образовавшего огненный шар.
Мш = Мв-МD,(т)
Мш = 45-22,5=22,5т
14. Радиус огненного шара определяется по формуле:
,
где - масса горючего вещества в огненном шаре, т.
15. Площадь поверхности огненного шара (S, м2)
S = 4·π·2 = 4·3,14·77,63²=75691,796(м²)
16. Время существования огненного шара определяется по формуле:
17. Мощность поверхностей эмиссии теплового излучения огненного шара (Е, кВт/м^2) определяется по формуле:
,
где - теплота сгорания вещества, МДж/кг (по приложению 1, 46,44 МДЖ/кг)
- доля теплового излучения в общем энерговыделении огненного шара принимается равной 0,3.
S – площадь поверхности огненного шара, м².
18. Коэффициент F, учитывающий фактор удалённости объекта от ёмкости, определяется по формуле:
,
где R – расстояние от эпицентра огненного шара до объекта, при этом R>2, м.
19. Проводимость воздуха определяется по формуле:
20. Импульс теплового излучения огненного шара, падающий на объект (Q, кДЖ/м²) определяется по формуле:
Таблица 2. Оценка устойчивости механического производственного здания к воздействию теплового излучения
Оценка устойчивости механического цеха к воздействию теплового излучения:
В результате воздействия теплового излучения огненного шара, в цех деревянные конструкции, окрашенные в тёмный цвет, изоляция кабеля, мягкая кровля не пострадает. Однако, если очаги возгорания не будут вовремя ликвидированы, то возможно их воспламенение и горение.
Анализ поражения людей: незащищённые люди, находящиеся на расстоянии 280 м от эпицентра взрыва, в том числе вблизи здания, получат ожоги 1 степени открытых участков тела. Люди внутри здания, оказавшиеся внутри здания, под непосредственным воздействием теплового излучения, получат ожоги 1 степени открытых участков тела. Люди не теряют работоспособность, и не нуждаются в специальном лечении, ожоги заживают быстро.
Вывод: Здание является устойчивым к воздействию теплового излучения.