Вибухи
Розрахункове
завдання виконав студент Осокін Євген, група 4016/1
Санкт-Петербурзький Державний Технічний Університет
гідротехнічний
факультет
Кафедра
"Захист у надзвичайних ситуаціях"
Санкт-Петербург 1998
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
адміністративне
будинок
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 r = 0,055 кг /
м3
Rо = 1,225 кг/м3
Ро =
101 КПа (атмосферний тиск)
Те =
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 = r * 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
DРф, 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
адміністративної будівлі> 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.
DРф безпеки = 20 КПа
DРф вражу = 65 КПа
У кожному В 10
000 м3 міститься пропан.
DРф безпеки = 30 КПа
DРф вражу = 120 КПа
С - селище
міського типу.
DРф безпеки = 30 КПа
DРф 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
стисненого газу у вибухнули блоках:
V3А
= 3 * 13 * 600 = 23 400 м3
Знайдемо вага
стисненого бутану:
Gб =
V3А * r = 23 400 * 0,601 = 14 063 т = 14 063 000
кг
де r = 0,601 т /
м3 (щільність стисненого бутану)
Обсяг
утворився хмари під час вибуху:
Vо = 
м3
де n = 0,5 (для
зріджених газів під тиском)
М = 58
(молекулярна маса бутану)
Сстх
= 0,0313 (об'ємна концентрація стахостіческого складу)
Маса хмари
М1 =
Vо * rбут = 86 761 000 * 1,328 = 115 217 280 кг
де rбут = 1,328 кг/м 3 (щільність
бутану)
М2 =
V3А * rбут = 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
DРф, КПа
198
83
48
24
3
За результатами
розрахунку в таблиці 2 будуємо графік 2.
Будемо вважати,
що на майданчику [2] вибухнуть 3 блоку В
Знайдемо об'єм
газу у вибухнули блоках:
V3А
= 3 * 10 000 = 30 000 м3
Знайдемо вага
стисненого пропану:
Gп =
V3В * r = 23 400 * 0,582 = 17 460 т = 17 460 000
кг
де r = 0,582 т /
м3 (щільність стисненого бутану)
Обсяг
утворився хмари під час вибуху:
Vо = 
м3
де n = 1
(атмосферний тиск)
М = 44
(молекулярна маса пропану)
Сстх
= 0,0403 (об'ємна концентрація стахостіческого складу)
Маса хмари
М1 =
Vо * rпроп = 220 563 950 * 1,315 = 290 041 590 кг
де rпроп = 1,315 кг/м 3 (щільність
пропану)
М2 =
V3В * rпроп = 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
DРф, 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 при
вибух на майданчику [2] R = 2 300 м. Необхідно розташувати майданчика на
відстані не менше 2 300 м один від одного. Селище міського типу можна
розташовувати за межами Rе = 350 м.
