3.5. Расчёт значений поражающих факторов воздушной ударной волны

на заданном расстоянии от места взрыва.

Тротиловый эквивалент взрыва: m_т = 2 · V_ПрВС ∙ ρ_см · = 96,458 кг

где: Q_т = 4520 кДж/кг – теплота взрыва тротила

Приведённый радиус взрыва: R_пр = = 4,361 м

Избыточное давление во фронте ударной волны: ΔP_фр = P_o ∙ P_ув = 29,790 кПа

где: P_ув = 10^{(0,65-2,18∙lgRпр+0,52·(lgRпр) )} = 0,294 кПа

Импульс воздушной ударной волны: i_ф = i_з · = 214,310 кПа∙с

где: i_з = 10^{(2,11-0,97∙lgRпр+0,44·(lgRпр) )} = 46,730 кПа

Длительность фазы сжатия на заданном расстоянии:

τ₊ = 0,0015 · = 0,014 с

Избыточное давление отражённой волны:

ΔP_отр = 2 ∙ ΔP_фр+ = 66,785 кПа

3.6. Оценка возможных последствий взрыва для здания и персонала.

На основании проведенных расчётов поражающих факторов при дефлограционном и детонационном взрывном горении паровоздушной смеси паров керосина и воздуха, можно сделать выводы о последствиях, которые будут при данном виде чрезвычайной ситуации в цехе производственного предприятия.

Взрыв любого характера характеризуется ударной волной, избыточное давление во фронте которой воспринимается человеком и оборудованием, как резкий динамический удар или толчок. В результате такого динамического воздействия человек может получить серьёзные травмы и увечья, оборудование может частично или полностью выйти из строя, а производственное помещение – местное или полное разрушение.

Оценка последствий взрыва для персонала, оборудования и производственного здания даётся исходя из значения избыточного давления во фронте ударной волны.

• При детонационном взрыве персонал понесёт крайне тяжёлые поражения, возможен даже летальный исход. Производственный процесс будет полностью остановлен, оборудование будет полностью выведено из строя без возможного дальнейшего ремонта и эксплуатации. Производственное помещение понесёт сильное разрушение без возможности дальнейшего восстановления.

• При дефлограционном взрыве персонал получит лёгкие поражения, связанные с ушибами, переломами и порезам. Возможна госпитализация в медицинские учреждения для последующего восстановительного лечения. Производственный процесс на данном предприятии остановлен не будет. Оборудование получит незначительное разрушение, которое может быть быстро устранено в процессе ремонта. Производственное помещение существенных разрушений не понесёт.

Важно не допустить перехода дефлограционного горения в детонационный взрыв, т.к. это может привести к человеческим жертвам среди работающего персонала, большим материальным убыткам для донного промышленного предприятия.

4. Расчёт предохранительных конструкций.

Расчёт проводится при следующих допущениях:

- место образования воздушного облака в помещении заранее известно;

- при расчёте используется эмпирическая формула, полученная с использованием диаграммы разрушение типового производственного здания;

- трением в шарнире и раме пренебрегаем;

- время образования сплошного проёма меньше времени взрывного горения;

- расчёт производится только по действию избыточного давления сжатия.

Площадь вскрытия при дефлаграционном взрыве:

F = = 91,435 м²

Недостающая площадь вскрытия: F_н = F – F_общ = 11,438 м²

Толщина предохранительных конструкций: δ_пк = d ∙ δ₁ + (d-1)· δ₂ = 0,222 м

Средний удельный вес предохранительных конструкций:

γ_пк = = 193,243 кг/м³

Ширина предохранительных конструкций: l = = 1,106 м

Принимаем ширину предохранительных конструкций l = 1,2 м

Площадь предохранительных конструкций: F_пк = b ∙ l = 1,8 м

Масса одной предохранительной конструкции: M_пк = b · l ∙ δ_пк · γ_пк = 77,220 кг

Количество конструкций: N_пк = +1 = 7,354

Принимаем количество предохранительных конструкций N_пк = 7 шт

При оборудовании производственного помещения семью сбросовыми отверстиями шириной 1,2 м. и высотой 1,5 м. избыточное давление прои дефлограционном взрыве не превысит допустимого значения в 5 кПа, персонал не получит существенных повреждений, а оборудование и помещение не получит значительных разрушений. Производственный процесс может быть продолжен после замены или ремонта аварийного оборудования.

Данная оценка дана по поражающему действию избыточного давления сжатия, без учёта действия других поражающих факторов взрыва, в том числе и косвенных.