Задача 2 до розділу 2

(для студентів: інституту комп’ютерних систем та інформаційних технологій, інституту транспорту і логістики, факультету природничих наук, факультету природничих наук (фізика, прикладна фізика, гідрологія))

Тема: Оцінка стійкості роботи об’єкту економіки до дії ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші Приклад виконання задачі 2

Вихідні дані:

• ємність з вуглеводневим газом (Q)=7 т;

• відстань від ємності до об’єкту (r₃)=270 м.

1. Обладнання та утримання об'єкта економіки:

– масивна промислова будівля;

- верстати важкі;

• апаратура програмного управління;

• технологічні трубопроводи;

• електродвигуни відкриті 10 кВт;

• кабельні наземні лінії;

Виконати:

1. Оцінити стійкість роботи об'єкта економіки до впливу ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші.

2. Скласти таблицю результатів оцінки стійкості об'єкта економіки до впливу ударної хвилі вибуху.

3. У вбраному масштабі викреслити схему зони вогнища вибуху газоповітряної суміші із зазначенням у ній об'єкт економіки.

Розв’язок:

1. Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі за формулою:

2. Знаходимо радіус зони дії продуктів вибуху за формулою:

3. Визначаємо положення об'єкта в зонах вогнища вибуху шляхом порівняння від ємності з газом з радіусами зон вогнища вибуху.

Рис. 1 Положення об'єкта економіки в осередку вибуху газоповітряної суміші:

1-зона детонаційної хвилі r₁

2-зона дії продуктів вибуху радіусом r₂

З-зона повітряної ударної хвилі радіусом r₃

Так як r₃> r₁ і > r₂, робимо висновок, що об'єкт економіки знаходиться в зоні дії повітряної ударної хвилі r₃ (3 зона).

4. Розраховуємо відносну величину ψ за формулою:

5. Розраховуємо надлишковий тиск повітряної ударної хвилі для ІІІ зони при Ψ<2 за формулою:

Примітка. Якщо відносна величина Ψ2, то надлишковий тиск для Р₃ визначаємо за формулою:

6. 3аносимо в таблицю 1 «Результати оцінки стійкості об'єкта економіки до впливу ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші», основні елементи об'єкта вказані у вихідних даних.

7. Згідно таблиці 2 «Ступені руйнування елементів об'єкта при різних надлишкових тисках ударної хвилі» знаходимо для кожного елемента надлишковий тиск, що викликають слабкі, середні, сильні і повні руйнування і прямокутниками з кутовий штрихуванням заповнюємо таблицю 1.

8. Визначаємо межу стійкості кожного елемента об'єкта, беручи за межу стійкості нижню межу середніх руйнувань.

9. Визначаємо межу стійкості об'єкта економіки, за який приймається мінімальна межа стійкості одного з елементів:

10. Визначаємо ступінь руйнування об’єкта економіки при очікуваному надмірному тиску Р_mах =17,3 кПа, проводячи вертикальну лінію через 17,3 кПа.

Слабкі руйнування отримають:

– масивна промислова будівля, технологічні трубопроводи, кабельні наземні лінії.

Сильні руйнування отримають:

– апаратура програмного управління.

Середніх та повних руйнувань немає.

Висновки:

• об’єкт економіки виявився в зоні сильних руйнувань;

• об’єкт економіки нестійкий до ударної хвилі вибуху ГПС, так як Р_max=17,3 кПа, а стійкість об’єкта Р_lіт = 12 кПа;

• так як межа стійкості більшості елементів 30 кПа, а очікуваний надлишковий тиск при вибуху ГПС ΔР_mах=17,3 кПа, доцільно підвищіти межу стійкості слабких елементів до 30 кПа;

• для підвищення стійкості об’єкта економіки до впливу ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші необхідно підвищити стійкість слабких елементів шляхом проведення інженерно-технічних і технологічних заходів.

11. Інженерно технічні заходи:

- у приміщенні з апаратурою програмного управління встановити від стелі 1-1,5 м металеву сітку для захисту від вторинних вражаючих факторів, створити запас найбільш вразливих вузлів і деталей;

- кабельні мережі заглибити під землею на 30-50 см;

- при реконструкції або капітального ремонту спланувати раціональну компоновку технологічного обладнання.

12. Технологічні заходи:

- на період відновлювальних робіт передбачити розробку нового технологічного процесу без використання апаратури програмного управління.

Завчасне проведення інженерно-технічних і технологічних заходів підвищить стійкість роботи об’єкта при аварії на виробництві, пов’язане з вибухом ГПС, а своєчасне оповіщення виробничого персоналу про аварію дозволити швидко сховатися в сховище що забезпечить його надійний захист.

Таблиця 1.