2.1. Загальні відомості

При вибуху газоповітряної суміші виникає осередок вибуху з ударною хвилею, яка може приводити до руйнування будівель, споруд та обладнання.

Найбільш вибухово- та пожежонебезпечні суміші з повітрям вуглеводних газів є: метан, пропан, бутилен, етилен, пропілен та ін. Вибух чи займистість цих газів настає при певному вмісту газу 1 м^3 повітря; вибух -при 21 л газу, а займистість - при 95 л.

В осередку вибуху газоповітряної суміші відокремлюють три кругові зони (рис. 2): І - зона детонаційної хвилі; II - зона дії продуктів вибуху; III -зона повітряної ударної хвилі.

Зона детонаційної хвилі (зона 1) знаходиться у межах хмари вибуху. Радіус цієї зони R1 (м), наближено може бути визначено по формулі:

R=17,5*∛Q (2)

Q- кількість скрапленого вуглекислого газу, т.

Рис. 2 Зони осередків вибуху газоповітряної суміші

І - зони детонаційної хвилі; II - зона дії продуктів вибуху; III - зона повітряної ударної хвилі; IV - споруда; R1,RII, R ш — радіуси зовнішніх

меж відповідних зон.

В межах зони І діє надлишковий тиск, який приймається і дорівнює, ΔР1 = 170кІІа.

Зона дії продуктів вибуху (зона II) охоплює усю площу розкиду продуктів газоповітряної суміші внаслідок дії детонації. Радіус цієї зони

RII=1.7*R1 (2.1)

Надлишковий тиск в межах зони II ΔРII змінюється по формулі: ΔРII =1300*(RI / R)^3 + 50 , (2.2)

де R - відстань під центру вибуху до розрахункової точки, м.

В зоні дії повітряної ударної хвилі (зона III ) формується фронт ударної хвилі, який розповсюджується по поверхні землі. Надлишковий тиск II зоні

III ΔРIII обчислюється по формулам. Для цього попередньо визначається відносна величина:

Ψ= 0,24*(RIII/RI) ,де (2.3)

_RIII - радіус зони III чи відстань від центру вибуху до точки, в якій потрібно визначити надлишковий тиск повітряної ударної хвилі (RIII > RII);

при Ψ ≤ 2

при Ψ ≥ 2

Для визначення надлишкового тиску на певній відстані від центру вибуху потрібно знайти кількість вибухонебезпечної суміші, яка може міститися в сховищі.

Наслідки руйнування будівель, споруд та обладнання, а також ступінь ураження людей внаслідок дії надлишкового тиску при вибуху газоповітряних сумішей приблизно можуть бути такими, як і при вибуху тротилових зарядів. Для оцінки стійкості об'єкту до дії хвилі надлишкового тиску можуть бути використані такі дані.

Приклад розрахунку. Визначити надлишковий тиск, який може очікуватися в районі виробничого цеху при вибуху ємності, у якій знаходиться Q - 100т скрапленого пропану. Відстань від ємності до цеху складає L = 300 м.

Рішення: 1.Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі (зони І)

2. Знаходимо радіус зони дії продуктів вибуху (зона II)

RII = 1,7*RI =1,7*80 = 136 м

3. Порівняння відстані від центру вибуху до цеху (300м) з визначеними радіусами зони І (80м) та зони II (136м) свідчить, що цех знаходиться за межами цих зон, тобто в зоні повітряноударної хвилі (зона III). Далі знаходимо значення надлишкового тиску на відстані 300 м, від епіцентру вибуху, при цьому приймаємо RIII = 300 м

4. Визначаємо відносну величинуΨ:

Ψ = 0,24 * (RIII / RI) = 0,24 * (300/80) = 0,9 Так як значення Ψ ≤2, то

5. Після цих обчислень визначається ступінь руйнування будівель, споруд, обладнання на відстані L= 300 м від центру вибуху по таблиці 2.3.Також по таблицям знайти категорію та ймовірність даної небезпеки,що розглядається на практикумі.

№ вар.	Од	L,м	№ вар.	Од	L,м	№ вар.	Q,т	L,м
1	1	50	11	25	440	21	22	150
2	5	270	12	110	350	22	10	300
3	9	180	13	7	310	23	35	420
4	50	560	14	29	190	24	150	500
5	100	140	15	0,6	170	25	70	300
6	65	350	16	45	470	26	45	500
7	15	140	17	11	310	27	4	320
8	4	240	18	6	290	28	17	180
9	13	410	19	80	370	29	65	400
10	90	310	20	9	310	30	3	300

Вихідні дані по варіантам

Таблиця2.2

Ступінь руйнування елементів об'єкту при різних рівнях навколишнього

тиску ударної хвилі кг/см^2

Таблиця 2.3

№ п/п	Елементи об'єкту	Руйнування
		слабке	середнє	сильне	повне
1	2	3	4	5	6
1. Виробничі, адміністративні		ративні будівлі і споруди
1	Бетонні та залізобетонні будівлі	0,25-0,80	,0,81-1,50	'1,51-2,00	>2,00
2	Багатоповерхові залізобетонні будівлі з великою пл. остіклення	0,08-0,20	0,21-0,40	0,41-0,90	>0,90
3	Цегляні малоповерхові будівлі (1-2 поверхи)	0,08-0,15	0,16-0,25	0,26-0,35	>О,35
4	Цегляні багатоповерхові будівлі (три поверхи і вище)	0,08-0,12	0,13-0,20	0,21-0,30	>0,30
5	Дерев'яні будівлі	0,06-0,08	0,09-0,12	0,13-0,20	>0,20
6	Остіклення будівель	0,005-0,01	0,02-0,015	0,02-0,03	>0,03
2. Виробниче обладнання
1	Станки середні	0,15-0,25	0,26-0,35	0,36-0,45	>0,45
2	Електродвигуни Р до 2 кВт	0,20-0,40	0,41-0,50	-	>0,50
3	Трансформатори 100 - 1000 кВт	0,20-0,30	0,31-0,50	0,51-0,60	>0,60
4	Котельня та ін. цегляні споруди	0,07-0,13	0,14-0,25	0,26-0,35	>О,35
5	Наземні металеві резервуари та ємн.	0,30-0,40	0,41-0,70	0,71-0,90	>0,90
6	Трансформаторні підстанції	0,30-0,40	0,41-0,60	0,61-0,70	>0,70
7	Машини швейні, трикотажні, взуттєві	0,10-0,20	0,21-0,40	0,41-0,60	>0,60
3. Інші об'єкти
1	Повітряні мережі зв'язку	0,20-0,40	0,41-0,60	0,61-1,00 >1,00
2	Сховища розраховані на Р = 0,5 кПа	0,50-0,70	0,71-0,90	0,91-1,10	>1,10
3	Грузові автомобілі та цистерни	0,20-0,30	0,31-0,55	0,56-0,65	>0,65
4	Літаки на постої	0,07-0,08	0,09-0,10	0,11-0,15	>0,15
5	Земляні плотини	1,50-7,00	7,00-10,00	10,0-12,0 >12,00

Категорії серйозності небезпеки

Таблиця 2.4

Вид	Категорія	Опис небезпечного випадку
Катастрофа	1	Смерть чи зруйнування системи
Критична	2	Серйозна травма,хвороба,поломка
Гранична	3	Легка травма,хвороба,пошкодження
Незначна	4	Менш значні ніж у категорії 3

Рівні ймовірності небезпеки

Таблиця 2.5 -

Вид	Рівень	Опис наслідків
Часта	А	Велика ймовірність того ,що подія відбувається
Можлива	В	Може трапитися кілька разів за життєвий цикл
Випадкова	С	Іноді може відбутися за життєвий цикл
Віддалена	О	Малоймовірна,але можлива протягом життя
Неймовірна	Е	Можна допустит,що не відбудеться ніколи

Лабораторна робота № З Ергономічне дослідження зорового аналізатора