- •Введение
- •Часть 1. Безопасность труда на производстве Раздел 1. Организационные основы безопасности труда Глава 1. Основы управления безопасностью труда 1.1. Общие сведения
- •1.2. Расчет численности службы охраны труда на предприятии
- •1.3. Организация профессионального отбора
- •1.5. Оценка состояния безопасности труда
- •1.6. Паспортизация санитарно-бытовых помещений
- •1.7. Расчет экономических последствий травматизма
- •1.7.1. Травма с временной утратой трудоспособности
- •1.7.2. Травма с возможным инвалидным исходом
- •1.7.3. Травма с летальным исходом
- •1.8. Расчет доплат за вредные и тяжелые условия труда
- •1.9. Расчет экономической эффективности мероприятий по охране труда
- •Раздел 2. Производственная санитария
- •Глава 2. Отопление производственных помещений
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Классификация систем отопления
- •2.3. Расчет водяного (правового) отопления
- •2.4. Упрощенный расчет водяного (парового) отопления
- •2.5. Расчет калориферного отопления
- •Глава 3. Вентиляция производственных помещений 3.1 Общие сведения
- •3.2. Классификация систем вентиляция
- •3.3. Расчет вентиляции по коэффициенту кратности воздухообмена
- •3.5. Расчет вентиляции для удаления избытков тепла
- •3.6. Расчет вентиляции для удаления избытков влаги
- •3.7. Расчет естественной вентиляции
- •3.8. Расчёт местной вентиляции
- •3.9. Расчёт механической общеобменной вентиляции
- •Глава 4. Производственное освещение 4.1. Общие сведения
- •4.3. Расчет естественного освещения по световому коэффициенту
- •4.4. Расчёт естественного бокового освещения по минимальному коэффициенту естественной освещённости
- •4.5. Расчёт естественного верхнего освещения по минимальному коэффициенту естественной освещённости
- •4.6. Расчет искусственного освещения лампами накаливания методом светового потока
- •4.7. Расчет искусственного освещения люминесцентными лампами методом светового потока
- •4.8. Расчет искусственного освещения методом удельной мощности
- •Глава 5. Электромагнитные излучения 5.1. Общие сведения
- •5.2. Нормирование электромагнитных излучений
- •5.3. Основные характеристики электромагнитных излучений
- •5.4. Расчет технических средств защиты от тепловых излучений
- •Глава 6. Производственный шум 6.1. Общие сведения
- •6.2. Классификация и основные характеристики шума
- •6.3. Расчет суммарного уровня шума
- •6.4. Расчет требуемого снижения шума
- •6.5. Звукопоглощение
- •6.6. Звукоизоляция
- •6.7. Расчет глушителей шума
- •Глава 7. Производственная вибрация 7.1. Общие сведения
- •7.2. Классификация и основные характеристики вибрации
- •7.3. Виброизоляция
- •7.4. Расчет резиновых виброизоляторов
- •7.5. Расчет пружинных изоляторов
- •7.6. Расчет виброгасяших оснований
- •7.7. Вибропоглощение
- •Раздел 3. Безопасность технических систем
- •Глава 8. Основы электробезопасности
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Расчет тока через человека при однофазном включении в сеть
- •8.3. Расчет тока через человека при двухфазное включение в сеть
- •8.4. Расчет тока через человека при включении в сеть в аварийном режиме
- •8.5. Расчет тока через человека при включении под напряжение шага
- •8.8. Расчет напряжения прикосновения
- •8.7.2. Расчет защитного зануления
- •8.7.3. Расчет и выбор плавких вставок
- •Глава 9. Защита от атмосферного электричества 9.1. Основные характеристики грозовой деятельности
- •9.2. Классификация здании и сооружении ни по устройства молниезащиты
- •9.3. Зоны защиты молниеотводов
- •9.4. Расчет одиночного стержневого молниеотвода
- •9.6. Двойной стержневой молниеотвод разной высоты
- •9.7. Многократный стержневой молниеотвод
- •9.8. Одиночный тросовый молниеотвод
- •9.9. Расчет молниезащиты при установке молниеотвода на объекте защиты
- •Глава 10. Обеспечение безопасности транспортных работ
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Требования к проездам, помещениям и площадкам для размещения машин
- •10.3. Устойчивость мобильных машин к опрокидыванию
- •10.4. Расчет тормозного пути мобильной машины
- •Глава 11. Обеспечение безопасности при эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Техническое освидетельствование грузоподъемных машин
- •11.3. Определение опасной зоны грузоподъемных машин
- •Раздел 4. Взрывопожарная безопасность
- •Глава 12. Очаг поражения при пожаре
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Факторы, определяющие пожарную опаность
- •12.3. Оценка пожарной обстановки
- •12.4. Расчет средств пожаротушения
- •12.5. Противопожарное водоснабжение
- •12.6. Определение категории взрывопожарной опасности производств
- •12.7. Расчет параметров эвакуации людей и животных
- •Глава 13. Очаг поражения при взрыве 13.1. Общие сведения
- •13.2. Взрыв топливовоздушных, газовоздушных смесей
- •13.3. Взрыв пылевоздушных смесей
- •105 Па. Объем котла равен 320 м3.
- •Часть 2. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
- •Раздел 5. Природные опасности и стихийные бедствия Глава 14. Природные опасности
- •14.1. Общие сведения
- •14.2. Природные пожары
- •14.3. Очаг поражения при природных пожарах
- •Глава 15. Стихийные бедствия 15.1. Общие сведения
- •15.2. Стихийные бедствия в литосфере
- •15.3. Очаг поражения при землетрясении
- •15.4. Стихийные бедствия в атмосфере
- •15.5. Очаг поражения при ураганах
- •15.6. Стихийные бедствия в гидросфере
- •15.7. Очаги поражения стихийных бедствий в гидросфере
- •Раздел 6. Очаги поражения при применении оружия Глава 16. Современные средства поражения 16.1. Общие сведения
- •16.2. Очаг поражения при взрыве взрывчатых веществ
- •Глава 17. Очаг ядерного поражения
- •17.1. Общие сведения
- •17.3. Поражающее действие светового излучения
- •17.4. Радиоактивное заражение местности
- •17.5. Поражающее действие электромагнитного импульса
- •Глава 18. Очаг химического поражения 18.1. Общие сведения
- •18.2. Оценка обстановки в очаге химического поражения
- •Глава 19. Очаг бактериального поражения 19.1. Общие сведения
- •19.2. Оценка обстановки в очаге бактериологического поражения
- •Раздел 7. Техногенные аварии и катастрофы
- •Глава 20. Аварии на радиационно-опасных объектах
- •20.1. Общие сведения
- •20.2. Оценка радиационной обстановки после аварии на роо
- •Глава 21. Аварии на химически опасных объектах 21.1. Общие сведения
- •21.2. Методика оценки химической обстановки при авариях на хоо
- •21.3. Прогнозирование химической обстановки
- •Глава 22. Гидродинамические аварии 22.1. Общие сведения
- •22.2. Методика оценки воздействия гидродинамических аварий
- •Раздел 8. Защита населения и повышение устойчивости объекта при чрезвычайных ситуациях
- •Глава 23. Защита населения в чрезвычайных ситуациях 23.1. Оповещение, эвакуация и рассредоточение
- •23.2. Защитные сооружения
- •23.3. Режимы защиты населения
- •23.4. Специальная обработка
- •Глава 24. Повышение устойчивости объектов к чрезвычайным ситуациям
- •24.1. Общие сведения
- •24.2. Методика оценки устойчивости отраслей экономики
- •24.3. Методика оценки устойчивости персонала
- •Глава 25. Количественная оценка опасностей 25.1. Понятие о риске. Расчет риска
- •25.2. Вероятностный расчёт чрезвычайного происшествия
- •25.3. Методика расчета средств безопасности
105 Па. Объем котла равен 320 м3.
Решение. Рассчитаем энергию взрыва котла, находящегося под давлением, по формуле (13.21), приняв показатель адиабаты для паров воды у = 1,35
8
1_ 10.
7
22-10 -320 1,35-1
1-
1,35-1
= 16,2-105Дж
Определим по формуле (13.22) массу эквивалентного заряда, подставляя в формулу теплоту сгорания ТНТ в Дж Q' = 0,6Е/Qtht = 0,616,21СР/4,51& =
Определим избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 100м от эпицентра взрыва по формуле (13.3)
297
АРф =95-3/0,6-g' / R + 390-lJQ^IR2 +1300-£/ / R3
-л/2162/1002+1300-216/1003=7,4/<-Я<я
max
Рассчитаем максимальную дальность полета осколков по формуле (13.23) Lmax = 238 • з/g7 = 238 • УШ = 1428 м
Вывод. Избыточное давление взрыва емкости под давлением 7,4 кПа приведет к слабым разрушениям деревянных домов, дальность полета осколков составит 1428 м.
13.5. Оценка устойчивости оборудования к скоростному напору ударной волны
Для сооружений и оборудования, быстро обтекаемых ударной волной взрыва (трансформаторы, станки, антенны, дымовые трубы, опоры и т.п.) наибольшую опасность представляет скоростной напор воздуха, движущийся за фронтом ударной волны [14].
Давление скоростного напора зависит от избыточного давления взрыва.
Давление скоростного напора воздуха, движущегося за фронтом ударной иолны, определяется по формуле
АРск=2,5АР\/(АРф
(13.24)
где АРСК - давление скоростного напора, кПа, Рф2 - избыточное давление, кПа.
Давление скоростного напора в зависимости от избыточного давления представлено на рис. 13.1.
Рис. 13.1. Зависимость скоростного напора от избыточного давления
Оборудование сдвинется с места, если смещающая сила Рсм будет превосходить силу трения Fmp и горизонтальную составляющую силы крепления Qг
см — F mp
Qг
(13.25)
298
где Qг - суммарное усилие болтов крепления, работающих на срез, Н;
Fmp - сила трения, Н;
Fmp=fG=fmg (13.26)
где f - коэффициент трения (табл. 13.6);
G - вес оборудования, Н ;
m - масса оборудования, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с2. Для незакреплённого оборудования Рсм > Fmp, т.к. Qr = 0. Смещающую силу можно рассчитать по формуле
р = г • ЛР
ск
CM
■Г CM ^Y iif
(13.27) где Cx - коэффициент аэродинамического сопротивления предмета (табл.
13.7);
S - площадь миделя, м ;
S=bh,
где b - ширина обтекаемого предмета, м;
h - высота предмета, м. Таблица 13.6 - Значения коэффициента трения между поверхностями
Наименование трущихся материалов |
Коэффициент трения |
Коэффициенты трения скольжения | |
Сталь по стали |
0,15 |
Сталь по чугуну |
0,3 |
Металл по линолеуму |
0,2...0,4 |
Металл по дереву |
0,6 |
Металл по бетону |
0,2...0,5 |
Резина по твердому грунту |
0,4...0,6 |
Резина по линолеуму |
0,4...0,6 |
Резина по дереву |
0,5...0,8 |
Резина по чугуну |
0,8 |
Церево по дереву |
0,4...0,6 |
Кожа по чугуну |
0,3...0,5 |
Кожа по дереву |
0.4...0.6 |
Коэффициенты трения качения | |
Стального колеса по: |
|
- рельсу |
0,05 |
- кафельной плитке |
ОД |
- линолеуму |
0.15...0.2 |
- дереву |
0,12...0,15 |
Если тело имеет сложную форму, то коэффициент аэродинамического сопротивления можно рассчитать по формуле
Х
Z Чп
(13.28)
299
где Qd - коэффициент аэродинамического сопротивления i-й части тела;
Si - площадь миделя i-й части тела. Таблица 13.7 -Коэффициент аэродинамического сопротивления Сх
ма тела |
Фор |
хема |
|
духа |
Направление движения воз- |
|
|
За |
,85 |
|
Перпендикулярно квадратной |
|
Па- |
|
грани |
| |
раллелепипед |
|
|
,3 |
|
Перпендикулярно прямо- |
|
|
|
угольной |
грани | |
|
Куб |
|
,6 |
|
Перпендикулярно грани |
| |||||
стина квадратная |
Пла- |
|
,45 |
|
Перпендикулярно пластине |
|
Диск |
О |
,6 |
|
Перпендикулярно диску |
линдр: = 1 |
Ци- h/d |
|
,4 |
дра |
Перпендикулярно оси цилин- |
h/d = 4 |
|
,43 | |||
h/d = 9 |
|
,46 |
|
| |
pa |
Сфе- |
|
,25 |
|
|
лусфера |
По- |
|
,3 |
|
Параллельно плоскости основания |
рамида |
Пи- |
|
,1 |
|
Параллельно основанию |
рамида усеченная |
Пи- |
,2...1,3 |
Зная силу трения, можно найти скоростной напор, вызывающий смещение оборудования.
Так как Рсм > Fmp и Рсм = CX#S'APCK, то предельное значение скоростного напора, не вызывающего смешения предмета будет определяться выражением
=f-G/Cx-S=f-m-G/Cx-b-h
(13.29)
Пример 13.5. Определить предельное значение избыточного давления, не вызывающее смещение незакрепленного вертикально-фрезерного станка относительно бетонного основания ЛРфЬимДлина станка 1000 мм, ширина 900 мм, высота 1800 мм, масса 800 кг (рис. 13.2).
Рис. 13.5. Силы, действующие на станок при смещении
Решение. Определим предельное значение скоростного напора, не вызывающее смещение станка, по формуле (13.29), выбрав по табл. 136 значение коэффициента трения чугунного основания по бетонуf = 0,35 и по табл. 13.7 ко-
300
эффициент аэродинамического сопротивления Сх = 1,3 АРСК =f-m-G/Cx-b-h = 0,35-800-9,8/1,30,9-1,8 = 1,3 кПа
По величине АРск из графика на рисунке 13.1 находим избыточное давление JP(pnM=20 кПа.
Вывод. При //Р^пм> 20 кПа ударная волна вызовет смещение станка.
Высокие элементы оборудования под действием скоростного напора ударной волны могут опрокидываться. Смещающая сила Рсм, действуя на плече ,будет создавать опрокидывающий момент, а вес оборудования G на плече 1/2 и реакция крепления Q на плече l - стабилизирующий момент (рис. 13.3).
Рис. 13.3. Силы, действующие на предмет при опрокидывании
Условием опрокидывания оборудования является превышение опрокидывающего момента над стабилизирующим: - для закрепленного оборудования
PCMZ>Gll2+Ql;
- для незакрепленного оборудования
(13.30)
PCMZ>Gll2
(13.31)
Принимается, что точка приложения силы Pсм находится прямо в центре гнжссти площади миделя S предмета. Реакция крепления Qm определяется как суммарное усилие болтов, работающих на разрыв.
Смещающая сила определяется из неравенства (13.31)
Рсм>
(13.32)
Скоростной напор А?с^ вызывавший опрокидывание оборудования, определяется по формуле
z(Pck = l-[(G/2)+Q}Cx -Z-S, (13.33)
301
Если Q = 0, ТО давление скоростного напора будет равно
(13.34)
По известному zJPCK (ЛРлоб) из графика определяется АРф, при котором предмет (оборудование) опрокинется (рис. 13.4).
Рис. 13.4. Зависимость лобового давления от избыточного давления
Пример 13.6. Найти предельное значение избыточного давления /4РфЬпт при котором станок не опрокинется, если длина станка 1000 мм, ширина 900 мм, высота 1800мм, масса 800 кг.
Решение. Определяем предельное значение скоростного напора /4РфЬпт , при которс станок еще не опрокинется по формуле (13.33)
zfPCK= G -1/2 CxZS=mgH2CxS=mgH2 •Cc-h2b=800-9,8-l/l,31,820,9 =2070Па
По величине АРСК =2,07 кПапо графику на рис. 13.4 находим АРфкшп=25 кПа. Вывод. При /1Рф>25 кПа ударная волна опрокинет станок.
Для измерительных приборов и аппаратуры, имеющих чувствительны! элементы, опасными будут большие ускорения, создаваемые ударной волной взрыва.
Для оценки устойчивости прибора к ударной волне определяется лобовое сопротивление, при котором возможно инерционное разрушение предметов отрыв припаянных элементов, разрыв соединительных проводов, разрушение хрупких элементов по формуле
(13.33)
где S - площадь миделя, м2 , S = b-h. Сила инерции определяется из выражения
та=Рлоб - Fmp,
(13.36)
302
гда
где a - ударное ускорение, м/с ; т - масса предмета, кг
Учитывая небольшое значение силы трения Fmp ею можно пренебречь, то-
= та
(13.37)
Избыточное лобовое сопротивление, не приводящее к инерционным разрушениям, определяется из выражения
АРлоб =APJw6/S=madJS
(13.31)
где aдоп -допустимые ускорения при ударе, м/с2 (табл. 13.8). Избыточное давление/^Рфьшн находится по графику (рис. 13.4).
Таблица 13.8 - Основные нагрузки, воспринимаемые электронной аппаратурой
Воздействия и параметры |
Единица измерения |
Значение параметра |
1 |
2 |
|
Ударные сотрясения: |
|
|
- ускорение |
м/с2 |
10...15 |
- длительность |
мс |
5...10 |
Одиночные удары: |
|
|
- ускорение |
м/с2 |
50... 1000 |
- длительность |
мс |
0,5... 10 |
- линейное ускорение |
м/с2 |
2...5 |
Вибрация: |
|
|
- частота |
Гц |
10...70 |
Продолжение таблицы 13.8
1 |
2 |
3 |
- ускорение |
м/с2 |
1...4 |
Ветровая нагрузка при скорости |
м/с |
|
- рабочей |
|
до 50 |
- предельной |
|
до 70 |
Пример 13.7. Определить предельное значение избыточного давления, при котором прибор не получит инерционное разрушение. Длина прибора 400 мм, ширина 420 мм, высота 720 мм, масса 60 кг. Допустимое ускорение при ударе 100 м/с2.
Решение. Определяем избыточное лобовое давление по формуле (13.38)
АРло6 =APJw6/S=madJS = 60-100/0,42- 0,72 = 20000Па
По графику на рис. 13.4 находим избыточное инерционное давление, соответствующее 20 кПа
зоз
= 18кПа Вывод. При /1Рф < 18 кПа прибор не получит инерционные разрушения.
Задачи
На объекте взорвалась цистерна с аммиаком 200 т. Определить характерразрушения цеха с легким каркасом, пожарную обстановку на объекте, продолжительность существования огненного шара и потери людей. Цех находится на расстоянии 300 м от цистерны. Плотность населения в районе аварии 2тыс. чел/км2 .
На заводе взорвалась цистерна с сероводородом 150 т. Здание заводакирпичное. На территории имеются трубопроводы на эстакадах, линия электропередач и водонапорная башня. Определить зоны чрезвычайной ситуациипри взрыве ГВС, если известно, что цистерна располагалась от здания в 150 м.Определить характер разрушений объекта и элементов.
На складе взорвалась ёмкость с бутаном 350 т. Определить радиусы зонвзрыва ГВС и избыточное давление в каждой зоне.
Произошел взрыв емкости под давлением с ацетиленом. Объем резервуара 200 m3. Давление в резервуаре 106 Па. На расстоянии 100 м от емкости расположено кирпичное строение. Определить энергию взрыва, массу эквивалентного заряда и дальность разлета осколков.
В цехе сахарного завода объемом 1000м3 в сутки при работающей вентиляции накапливается 350 г сахарной пыли. Определить время накопления взрывоопасной концентрации пыли и последствия ее взрыва при температуре 22°С.
Рассчитать, при каком избыточном давлении произойдет смещение станка длиной 800мм, шириной 600мм и высотой 1500мм. Масса станка 700кг.
304