Вибухи - це небезпечні процеси, що мають місце в нашому житті. Вони несуть потенційну небезпеку як для людини, так і для різних техногенних та природних об'єктів. Тому при проектуванні різних об'єктів необхідно враховувати можливість випадкового вибуху.
Завдання № 1
Лузькому губа
корабель
адміністративна будівля
криті склади
Розміри критих складів 36 х 250 х 5 м
Склади на 50% зиполнени вугіллям
Безпечне тиск фронту вибухової хвилі:
для корабля 2 КПа
для будівлі 5 КПа
Необхідно визначити безпечну відстань при можливому вибуху: від складів до адміністративної будівлі - R1,
від складів до корабля - R2.
Будемо вважати, що вибухне 1 склад.
Vсв = 36 * 250 * 5 = 45 000 м3
КПа
де? = 0,055 кг/м3
? про = 1,225 кг/м3
Ро = 101 КПа (атмосферний тиск)
То = 293 К (вихідна температура)
Q = 35 100 кДж/кг (теплота вибуху вугільного пилу)
z = 0.5 (склади заповнені наполовину)
x = 1 (резервуар герметичний)
Знайдемо масу ГПВС:
m =? * Vсв = 0,055 * 45 000 = 2 475 кг
Розрахуємо тротиловий еквівалент вибуху:
Gтр = кг
де Qтрот = 4520 кДж/кг
z = 1
Побудуємо графік залежності сили вибуху від віддаленості від нього.
Розрахунок будемо вести за формулою:
Результати розрахунку зведені в таблицю 1.
Таблиця 1
R, м
50
200
500
600
700
? Вф, КПа
78.4
22.1
6.4
5
4.3
За результатами розрахунку в таблиці 1 будуємо графік 1.
З графіка видно, що безпечним відстанню
-для корабля> 300 м
-для адміністративного будинку> 200 м
З наведених вище розрахунків виходить:
- Необхідно забезпечити безпечні відстані для адміністратив-ного будинку і корабля.
- Передбачити необхідні запобіжні заходи від вибуху другий терміналу, якщо вибух одного вже відбувся.
Завдання № 2
Дані і позначення:
У кожному А 13 х 600 м3 під тиском до 16 атм. міститься бутан.
? Вф безпеки = 20 КПа
? Вф вражу = 65 КПа
У кожному У 10 000 м3 міститься пропан.
? Вф безпеки = 30 КПа
? Вф вражу = 120 КПа
С - селище міського типу.
? Вф безпеки = 30 КПа
? Вф вражу = 120 КПа
- Визначити безпечну відстань між майданчиками з газовими терміналами R1
- Визначити безпечну відстань між майданчиком з газовим терміналом [2] до селища [3] R2
Рішення:
Будемо вважати, що на майданчику [1] вибухнуть 3 блоку А
Знайдемо об'єм стислого газу у вибухнули блоках:
V3А = 3 * 13 * 600 = 23 400 м3
Знайдемо вага стисненого бутану:
Gб = V3А *? = 23 400 * 0,601 = 14 063 т = 14 063 000 кг
де? = 0,601 т/м 3 (щільність стисненого бутану)
Обсяг утворився хмари під час вибуху:
Vо = м3
де? = 0,5 (для зріджених газів під тиском)
М = 58 (молекулярна маса бутану)
Сстх = 0,0313 (об'ємна концентрація стахостіческого складу)
Маса хмари
М1 = Vо *? Бут = 86 761 000 * 1,328 = 115 217 280 кг
де? пляшок = 1,328 кг/м 3 (щільність бутану)
М2 = V3А *? Бут = 23 400 * 1,328 = 31 075 кг
Радіус вогняної кулі розрахуємо за формулою:
Ro = м
Визначимо масу тротилового еквівалента:
кг
де Qбут = 2776 кДж/кг (теплота вибуху бутану)
Qтрот = 4520 кДж/кг (теплота вибуху тротилу)
Побудуємо графік залежності сили вибуху від віддаленості від нього.
Розрахунок будемо вести за формулою Садовського:
Результати розрахунку зведені в таблицю 2.
Таблиця 2
R, м
1 000
1 500
2 000
3 000
5 000
? Вф, КПа
83
48
24
3
За результатами розрахунку в таблиці 2 будуємо графік 2.
Будемо вважати, що на майданчику [2] вибухнуть 3 блоку В
Знайдемо обсяг газу у вибухнули блоках:
V3А = 3 * 10 000 = 30 000 м3
Знайдемо вага стисненого пропану:
Gп = V3В *? = 23 400 * 0,582 = 17 460 т = 17 460 000 кг
де? = 0,582 т/м 3 (щільність стисненого бутану)
Обсяг утворився хмари під час вибуху:
Vо = м3
де? = 1 (атмосферний тиск)
М = 44 (молекулярна маса пропану)
Сстх = 0,0403 (об'ємна концентрація стахостіческого складу)
Маса хмари
М1 = Vо *? Проп = 220 563 950 * 1,315 = 290 041 590 кг
де? проп = 1,315 кг/м 3 (щільність пропану)
М2 = V3В *? Проп = 30 000 * 1,315 = 39 450 кг
Радіус вогняної кулі розрахуємо за формулою:
Ro = м
Радіус евакуації буде дорівнює:
Rе ~ 3,5 Ro = 3,5 * 95,7 = 335 м
Визначимо масу тротилового еквівалента:
кг
де Qпроп = 2801 кДж/кг (теплота вибуху пропану)
Qтрот = 4520 кДж/кг (теплота вибуху тротилу)
Побудуємо графік залежності сили вибуху від віддаленості від нього.
Розрахунок будемо вести за формулою Садовського:
Результати розрахунку зведені в таблицю 3.
Таблиця 3
R, м
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
? Вф, КПа
87,1
56,3
40,3
30,9
24,8
За результатами розрахунку в таблиці 3 будуємо графік 3.
Висновки:
Як видно з графіків 1 і 2 радіус ураження при вибуху на майданчику [1] R = 1 200 м, а під час вибуху на майданчику [2] R = 2 300 м. Необхідно розташувати площадки на відстані не менше 2 300 м один від одного. Селище міського типу можна розташовувати за межами Rе = 350 м
