Вибухи
Розрахункове
завдання виполнмл 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 нашій
життя. Вони несуть потенційну небезпеку як для людини, так і для різних
техногенних і природних об'єктів. Тому при проектуванні різних об'єктів
необхідно враховувати можливість випадкового вибуху.
Завдання № 1
Лузькому губа
корабель
адміністративний 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
можливий вибух: 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 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 у 16
атм. міститься бутан.
DРф безпеки = 20 КПа
DРф вражу = 65 КПа
У кожному У 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 обсяг 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/м 3 (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/м 3 (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
вибух 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
