Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Визначення надмірного тиску при вибуху горючої або вибухонебезпечної речовини у відкритому просторі

Поиск

В осередку вибуху у відкритій атмосфері можна визначити дві зони: зону детонації (детонаційної хвилі) і розповсюдження (дії) ударної хвилі. У зоні детонації тиск має максимальне значення.

Умовний (розрахунковий) радіус зони детонаційної хвилі (rO) визначають за емпіричною формулою:

rO = 18.5 * ,

де QH – кількість речовини (в тонах), яка вилилася або розтеклася з ємності (сховища), що розгерметизована;

К – коефіцієнт, який характеризує об’єм газів або парів речовини, що перейшли в стехіометричну суміш (за даними джерел, він може розрізнятися від 0.4 до 0.6). Емпіричний показник перед коренем дозволяє враховувати різни умови виникнення вибуху.

а) Визначення надлишкового тиску

В межах зони 1 діє надлишковий тиск, якій приблизно можна вважати постійним і рівним 1700кПа. Точніші значення тиску визначають за довідковими даними для кожної речовини, наприклад, за таблицями 3.3 і 3.5. Максимальний тиск в зоні детонації – це найбільший тиск, який виникає при утворенні найбільш пожежо -, вибухонебезпечної суміші газу, пару або пилу з повітрям в замкнутому об’ємі при початковому тиску суміші 101кПа (атмосферному тиску).

За межами зони детонації, в зоні дії повітряної ударної хвилі, формується фронт ударної хвилі, який розповсюджується по поверхні землі. Він різко зніжується до атмосферного через невелику відстань. Літературні джерела дають різні закономірності його зміни з урахуванням відстані до місця вибуху, теж саме і з максимальним значенням тиску в детонаційної хвилі (зоні детонації). Для розрахунку за формулами завчасно розраховується величина:

Y = 0.24* r1 / rО,

де rО – радіус зони 1, r1 - радіус зони 11 або відстань від центру вибуху до точці, в якої потрібно визначить тиск.

При Y £ 2 DР11 = 700/ 3 ( - 1)

При Y> 2 DР11 = 22/ (Y )

В таблиці 3.4 приведені зведені дані зміни надмірного тиску, виходячи із відстані, що виражено в частках від радіуса зони детонації (r1 / rO), і максимального тиску в зоні детонації.

Використовуючи наведене вище табличні дані можна розраховувати масштаби зон руйнування з позначеними значеннями надмірного тиску, визначати можливе значення надмірного тиску при наявних відстанях об’єкта від місця аварії (вибуху), а також визначати ступень руйнування різних будинків, споруд, будівель в залежності від величини надмірного тиску та інші завдання.

Таблиця 3.4 - Зміна тиску в зоні розповсюдження ударної хвилі

Максим. тиск в зоні детонації, кПа   Значення надмірного тиску, кПа, на відстані від центру вибуху в частках від rO (r1 / rO)
  1.05 1.1 1.2 1.4 1.8 2.0 3.0 4.0 6.0 8.0          
                            2.5 1.5 1.0
                            4.5 2.7 1.8
                                 
                                3.7
                                 

 

Таблиця 3.5 – Максимальний тиск і концентраційні межи загоряння окремих речовин

Речовина (газ, суміш) Максимальний тиск вибуху, кПа Концентраційні межі загоряння
НКМВ, % ВКМВ, %
Аміак      
Ацетилен   2.5  
Ацетон      
Бензол   1.4 7.1
Водінь      
Деревинна мука      
Окис вуглецю   12.5  
Толуол   1.3 6.7
Полістирол     -
Поліетилен     -
Магній     -
Алюміній     -
Сірка     -
Фосфор червоний     -

 

Приклад 3.2 На промисловому підприємстві трапилася аварія з розливом вуглеводневою речовини у кількості 128т. Розрахувати розміри зон сильних, середніх і слабких руйнувань.

Примітка: Прийняти, що на межі сильних руйнувань величина надмірного тиску – 50 кПа, середніх – 30 кПа, слабких – 10 кПа.

Рішення: Тип вуглеводневої речовини нам не відомий – беремо значення максимального тиску в цьому випадку – 900 кПа.

1. Радіус зони детонації, де тиск буде максимальним і рівним 900 кПа:

rO = 18.5 * = 18.5 * = 18.5 *4 = 74 м.

2. Розрахуємо радіуси зон слабких, середніх і сильних руйнувань. За таблицею 3.4 найдемо, що при максимальному тиску 900 кПа тиск в 9 Кпа буде при відношенні r1 / rO = 8, в 14 кПа при відношенні r1 / rO = 6, інтерполюванням знаходимо, що тиску 10 кПа відповідає відношення r1 / rO = 7.6. Цей результат отримано через пропорцію: r10/ rO = 6 + [(8 – 6)/ (14 – 9)] * 4 = 7.6. Тут r10 – радіус зони, де тиск дорівнює 10 кПа.

3. Отримаємо радіус зони слабких руйнувань rСЛ = 74 * 7.6 = 562.4 м.

4.Аналогічно розраховували радіуси середніх і сильних руйнувань:

r СЕР= 280 м.; r СИЛ. = 213 м.

Приклад 3.3 Визначить, яких руйнувань зазнає виробничий цех, якщо його відстань від місця вибуху – 350 м. Тип будинку цеха - масивний промисловий будинок з металевим каркасом і крановим обладнанням вантажністю 25 – 50 т. Умови взяти по прикладу 3.2.

Рішення: 1. Як і в прикладі 3.2 радіус зони детонації rO = 18.5 * = 74м.

2. Визначаємо відношення Y = 0.24* r1/ rО =0.24 * 350 /74 = 1.135, воно менш 2, тоді надмірний тиск на відстані 300 м.:

11 = 700/ 3 ( - 1) = 41 кПа.

3. При цьому надмірному тиску приміщення цеху зазнає великих руйнувань.

Таблиця 3.6 – Ступені руйнування елементів об’єкта господарської діяльності і комунікацій в залежності від величини надмірного тиску

№ пп   Характеристика будинків і споруд Руйнування в залежності від величини тиску, кПа
слабкі середні великі повні
  Масивні промислові будинки з металевим каркасом і крановим обладнанням вантажністю 25 – 50 т. 20 - 30 30 -40 40 - 50 50-70
  Будинки з легким металевим каркасом і
Продовження таблиці 3.6
без каркасної конструкції

10 - 20 20 - 30 30 -50 50-70
  Промислові будинки з металевим каркасом і бетонним заповненням з площею скління 30% 10-20 20-30 30-40 40-50
  Промислові будинки з металевим каркасом і суцільним крихким заповненням стін і покрівлі 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40-50
  Будинки із збірного залізобетону 10-20 20-30 - 30-60
  Цегляні безкаркасні виробничо – допоміжні будинки з перекриттям із залізобетонних збірних елементів одно - і багатоповерхові 10 - 20 20 - 35 35 - 45 45-60
  Те саме з перекриттям з дерев’яних елементів одно - і багатоповерхові 8-15 15-25 25-35  
  Адміністративні багатоповерхові будинки з металевим або залізобетонним каркасом 20-30 30-40 40-50 50-60
  Цегляні малоповерхові будинки (1–2 поверхи) 8 - 15 15 - 25 25 - 35 35-45
  Цегляні багатоповерхові будинки (3 поверхи і більше) 8 - 12 12 - 20 20 - 30 30-40
  Складські цегляні будинки 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40-50
  Дерев’яні будинки 6 - 8 8 - 12 12 - 20 20-30
  Руйнування звичайного скління 0.5 - 1 1 - 2 2 - 3 -
  Руйнування армованого скління 1 – 1.5 1.5 - 2 2 - 5 -
Промислові споруди і обладнання
  Навантажувальні естакади, зовнішнє облаштування і повітропроводи доменних печей 40 - 70 70 - 80 80 - 100  
  Технологічні трубопроводи і допоміжні споруди промислових об’єктів 30 - 40 40 - 60 60 - 70  
  Галереї енергетичних комунікацій на металевих або залізобетонних естакадах 10 - 15 15 – 20 20 - 25  
  Залізобетоні естакади з прольотом до 20 м. 100-110 110-120 120-150  
  Преси гідравлічні, верстати токарні важки 25-40 40-60 60-70 -
  Верстати токарні легкі 6-12 - 15-25 -
  Кранове обладнання 20-30 30-50 50-70  
  Електродвигуни 20-40 40-50 50-70 -
  Розподільчі устрої трансформаторних підстанцій 30-40 40-60 60-80  
  Відкрито розташовані трансформатори 10-30 30-50 50-60  
  Газгольдери 15-20 20-30 30-40  
  Наземні резервуари ПММ 30-40 40-70 70-90  
  Сховища ПММ напівзаглибленого типу 40-50 50-80 80-100  
  Заглиблені і обваловані резервуари ПММ 20-50 50-100 100-200  
  Наземні резервуари для збереження нафти і
Продовження таблиці 3.6
готової продукції

15-20 20-30 30-40  
  Водонапірні башти 10-20 20-40 40-60  
Мережі комунального господарювання
  Підземні сталеві трубопроводи зварні 600-1000 1000-1500 1500-2000  
  Сталеві трубопроводи заглиблені на 20 см. 150-200 250-350   -
  Трубопроводи на металевих або залізобетонних естакадах 20-30 30-40 40-50 -
  Оглядові колодязі і запори на системах комунального господарства 200-400 400-600 600-1000  
Електричні мережі
  Кабельні підземні лінії 200-300 300-600 600-1000  
  Повітряні лінії високої напруги 25-30 30-50 50-70  
  Повітряні лінії низької напруги на дерев’яних опорах 20-40 40-60 60-100  
  Силові лінії електрифікованих залізних доріг 30-50 50-70 70-120  
Засоби зв’язку
  Автомобільні радіостанції 15-20 20-30 45-55  
  Телефонно – телеграфна апаратура 10-30 30-50 50-60  
  Радіорелейні лінії зв’язку 30-50 50-70 70-120  
  Повітряні лінії зв’язку 20-40 40-60 60-100  
  Наземні кабельні лінії зв’язку 10-30 30-50 50-60  
  Антені устрої 10-20 20-30 30-40  
Мости, греблі, пристані
  Металеві мости прольотом до 45 м. 50-100 100-150 150-200 200-300
  Металеві мости прольотом до 45 - 100м. 40-80 80-100 100-150 150-200
  Металеві мости прольотом більше 100м. 40-80 80-100 100-150 150-200
  Залізобетоні мости і шляхопроводи 50-80 110-130 130-200  
  Греблі 20-70 - 1000-1500  
  Затвори гребель - 70-100 1000-1500  
  Пірси на дерев’яних палях, плавучі пристані        
  Сухі і плавучі доки        
  Причальні пірси та стінки        
  Пірси, моли, хвильоломи і набережні стінки ряженої конструкції з наповненням каміннями        
Аеродроми, шосейні та залізничні дороги
  Наземні споруди аеропортів
Продовження таблиці 3.6
15-25

25-35 35-45  
  ВПП з бетонним покриттям 300-400 400-1500 1500-2000  
  ВПП з металевим покриттям 100-150 150-400 400-700  
  Шосейні дорогі з асфальтобетонним покриттям 120-300 300-1000 1000-2000 2000-400
  Залізничні дорожні колії 100-150 150-200 200-300 300-500
  Залізобетоні труби в насипах доріг 100-200 300-400 400-500  
Засоби транспорту, інженерні машини
  Рухомий залізничний склад і енергопоїзди 30-40 40-80 80-100 100-200
  Тепловози і електровози 50-70 70-100 100-150  
  Вантажний автотранспорт 20-30 30-55 55-65 90-130
  Легковий автотранспорт і автобуси 10-20 20-30 30-50  
  Тягачі, трактори і бульдозери 30-40 40-80 80-100 110-130
  Екскаватори і автогрейдери 20-30 30-50 50-60  
  Транспортні реактивні літаки 13-15 30-40 45-55  
  Транспортні судна 30-60 60-80 80-100  
  Вертольоти і поршневі літаки 7-8 8-10 10-13  
Захисні споруди і підвальні приміщення
  Сховища 11 класу 300-400 400-550 550-650  
  Сховища 111 класу 200-300 300-370 370-450  
  Сховища 1V класу 100-140 140-180 180-220  
  Сховища V класу 50-70 70-90 90-110  
  Протирадіаційні укриття 30-40 40-60 60-90  
  Підвали в одноповерхових будинках 20-30 30-60 60-80  
  Підвали в багатоповерхових будинках 35-50 50-70 70-100  
             

 

 

3.1.2 Визначення можливості і ступеню руйнування при дії швидких потоків повітря – при виникненні ураганів, циклонів, шквалів, смерчів, торнадо та інших небезпечних природних явищ, пов’язаних з переміщенням повітряних мас.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-06-23; просмотров: 292; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.188.142.218 (0.008 с.)