1 Практичне заняття №1, 2

Тема: Методи розрахунку зон ураження від техногенних вибухів і пожеж та противибуховий і протипожежний захист об'єктів господарювання.

Мета заняття: опанувати методику розрахунку параметрів уражальних чинників вибуху та оцінити пожежний стан на об'єкті.

За результатами практичного заняття студент повинен

знати:

- чинники, що впливають на вірогідність виникнення та розповсюдження пожеж;

- методику оцінки пожежної обстановки на об'єкті;

- вражаючі фактори ударної хвилі вибуху та методику оцінки її впливу на об'єкт та людей;

- засоби усунення пожеж та вибухів;

- основні заходи захисту від техногенних вибухів та пожеж.

вміти:

- визначати, в яку зону дії вибухової хвилі потрапляє об'єкт та надлишковий тиск у цій зоні, ступінь руйнування та стійкість роботи об'єкта;

- використовувати методику оцінки пожежної обстановки та визначати дію теплового випромінювання на людей.

1.1 Теоретичні відомості

1.1.1 Оцінка впливу ударної хвилі на обєкт

Витікання газоподібних чи зріджених вуглеводневих продуктів на підприємствах із вибухо- та пожежонебезпечною технологією може привести до руйнування й ушкодження будинків, споруд, технологічних установок, ємностей і трубопроводів. При змішуванні вуглеводневих продуктів з повітрям утвориться вибухо- чи пожежонебезпечні суміші.

Найбільш небезпечні суміші з повітрям утворюють наступні гази: метан, бутан, пропан, етилен, пропилен, бутилен і ін. Вибух чи запалення цих газів настає при визначеному вмісті газу в повітрі . Наприклад, вибух пропану можливий при вмісті в 1 м ³ повітря 21 л газу, а запалювання - при 95 л.

Для визначення наслідків вубуху газопароповітряної суміши (ГППС) необхідно оцінити фізічну стійкість об`єкта до уражаючих факторів. Уражаючими факторами є вибухова хвиля й можливість розвитку пожарної обстановки на об`єкті.

Під час вибуху газоповітряної суміші утвориться осередок вибуху з вибуховою хвилею, що викликає руйнування будинків, споруд і обладнання, аналогічно тому, як це буває від ударної хвилі ядерного вибуху.

Вибухова хвиля – це зона різкого стискання середовища, котра у вигляді сферичного слою розповсюджується від міста вибуху у всі боки із надзвуковою швидкістю.

Основними параметрами вибухової хвилі, котрі характеризують її руйнуючу і вражаючу дію, є надлишковий тиск у фронті вибухової хвилі. Надлишковий тиск у фронті вибухової хвилі (Р_ф) – це різниця між максимальним тиском у фронті вибухової хвилі (Р_max) та нормальним атмосферним тиском (Р₀):

Р_ф = (Р_max - Р₀), кПа. (1)

В осердку вибуху газоповітряної суміші прийнято виділяти три зони, які мають вигляд кола: І - зона детонаційної хвилі; II - зона дії продуктів вибуху; III - зона дії повітряної ударної хвилі.

Зона детонаційної хвилі (зона I) знаходиться в межах хмари вибуху. Радіус цієї зони r₁ (м) може бути визначений за формулою:

, (2)

де Q —маса зрідженого вуглеводневого газу чи палива в резервуарі, т.

У межах зони I діє надлишковий тиск, що може вважатися постійним (Р₁ = 1700 кПа).

Зона дії продуктів вибуху (зона II) охоплює всю площу розлітання продуктів вибуху внаслідок детонації. Радіус цієї зони r₂ (м):

r₂ = 1,7  r₁ (3)

Надлишковий тиск у межах зони II (P₂) змінюється від 135 до 30 кПа і може бути визначений за формулою:

P₂= 1300  (r₁ / r)³ + 50, (4)

де r - відстань від центру вибуху до розглянутої точки на місцевості, м.

У зоні дії повітряної ударної хвилі (зона III) формується фронт ударної хвилі, що поширюється по поверхні землі. Надлишковий тиск у зоні III (P₃) залежно від відстані до центра вибуху r може бути розрахований за формулами (6,7).

Для цього попередньо визначається відносна величина :

= 0,24  (r / r₁), (5)

де r - відстань від центра вибуху до точки, у якій потрібно визначити надлишковий тиск повітряної ударної хвилі (r>r₂), м;

Потім визначаеться надлишковий тиск P₃:

при  ≤ 2:

P₃ = (6)

при  > 2:

P₃ = (7)

Для визначення надлишкового тиску на визначеній відстані від центра вибуху необхідно знати кількість вибухонебезпечної суміші, що зберігається в ємності чи агрегаті .