3. Оценка устойчивости объектов и их элементов к воздействию ударной волны, возникающей от взрыва газовоздушной смеси

Исходные данные для расчёта:

При взрыве емкости со сжиженным углеводородом объемом 85 т. рассчитать значение избыточного давления, которое ожидается от взрыва газовоздушной смеси на территории цеха, расположенного в 260 м от места аварии.

При взрыве газовоздушной смеси образуется очаг взрыва с ударной волной, вызывающей разрушение зданий, сооружений и оборудования.

В очаге взрыва газовоздушной смеси принято три круговые зоны

(рис 4.3)

Рис 1. Схема очага взрыва газовоздушной смеси.

1 – зона детонационной волны;

2 – зона действия продуктов взрыва;

3 – зона воздушной ударной волны.

Зона детонационной волны находится в пределах облака взрыва. Радиус этой зоны r₁определяется по формуле:

;

где Q– количество сжиженного углеводорода,Q=85 (т).

(м);

В пределах зоны 1 действует избыточное давление, которое может приниматься постоянным, DР₁=1700 (кПа).

Зона действия продуктов взрыва охватывает всю площадь разлета продуктов взрыва газовоздушной смеси в результате ее детонации. Радиус этой зоны определяется по формуле:

(м).

Избыточное давление в пределах этой зоны DР₂ изменяется от 1350 до 300 (кПа) и может быть определена по формуле:

;

где r – расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м;

(кПа).

В зоне действия ударной волны формируется фронт ударной волны, распространяющейся по поверхности земли. Избыточное давление в этой зоне в зависимости от расстояния до центра взрыва r₃ может быть рассчитано в зависимости от величины коэффициента К:

где r₃ – радиус зоны 3 или расстояние до точки, в которой требуется определить избыточное давление ударной волны DР₃.

Для К<2, имеем:

кПа,

>,

Сравним избыточное давление ударной волны DР₃ с пределом устойчивости объекта Р_{ф обlim} . Поскольку не выполняется условие

DР₃ =76,6 кПа > Р_{ф обlim} = 20 кПа,

то отсюда следует вывод: при взрыве емкости с углеводородом, здание цеха будет подвержено разрушениям, так как данный объект неустойчив к действию ударной волны.

4. Расчет искусственного освещения на участке цеха

Каждое производственное помещение должно иметь искусственное освещение, удовлетворяющее ряду основных требований. Искусственное освещение бывает двух видов: общее и комбинированное. Для расчета общего равномерного освещения производственных помещений средней высоты при условии равномерного расположения светильников применяют метод светового потока. Данный метод позволяет рассчитать усредненное значение освещенности по всей рабочей площади и поэтому непригоден для расчета местного освещения. При этом методе учитывается отражательная способность стен и потолка помещения. По этому методу наиболее удобно рассчитывать освещенность горизонтальных поверхностей. В помещениях цехового типа, то есть высоких, с темной поверхностью потолка и стен, целесообразно применять светильники с глубокой и концентрированной характеристикой.

Для исследования освещенности рассматриваемого помещения выберем светильники:

- с лампами накаливания - «Глубокоизлучатель» ГС;

- светильники с лампами ДРЛ (РСП05).

По выбранному типу светильника и рекомендуемым соотношениям расстояний между светильниками и высотой подвеса их над рабочей поверхностью определяем расстояние между светильниками () (рис.2):

,

где -высота подвеса светильника, м;

-коэффициент соотношения расстояний между светильниками и высотой подвеса.

Для светильников с лампами накаливания:

Для светильников с лампами ДРЛ:

Определим расстояние от стены до первого ряда светильников () при наличии рабочих мест у стены (рис.2):

Определим общее количество рядов светильников по ширине (рис.2)

,

где b- ширина помещения,b=18 м..

,

принимаем 2 ряда светильников.

,

принимаем 3 ряда светильников.

Определим общее количество рядов светильников по длине помещения (рис.2)

,

где а-длина помещения, а=120 м.

,

принимаем 11 рядов светильников.

,

принимаем 13 рядов светильников.

Вычислим общее расчетное минимальное количество светильников , которое необходимо разместить в помещении:

.

Для светильников с лампами накаливания

Для светильников с лампами ДРЛ

.

По высоте подвески светильника и размерам помещения определим показатель помещения :

,

где - площадь участка цеха, м²,S=2160 м²,

.

Расчетный (потребный) световой поток одной лампы Ф_расчопределяется по формуле:

,

где Е-освещенность, Лк,Е=320 Лк

k- коэффициент запаса, зависящий от концентрации и света пыли,k=1,3,

z- коэффициент, учитывающий неравномерность освещения,z=1,1,

η_u- коэффициент использования светового потока, определяемый по типу светильника, показателю помещенияIи коэффициентом отражения потолка ρ_n и стен ρ_с,

= 0,67,

= 0,59,

X-число источников света в светильнике,X=2.

Ф_лн=.

Ф_дрл=

По напряжению в сети и расчетному световому потоку одной лампы выбираем стандартную лампу необходимой мощности сор световым потоком Ф_табл , ближайшим сФ_расч. Отклонение между ними допускается в пределах +20% и -10%.

Для светильников с лампами накаливания выбираем лампу Г-220-1500 с мощностью Р=1500 Вт и световым потоком Ф_табл=29000 лм (отклонение от расчетной величины составляет -7,7%).

Для светильников с лампами ДРЛ выберем лампу ДРЛ-400 с мощностью Р=400 Вт и световым потоком Ф_табл=19000 лм (отклонение от расчетной величины составляет -5,6%).

Определяем количество светильников n_расч:

,

тогда принятое число светильников на участке:

.

Определяем суммарную мощность системы:

.

Для системы с лампами накаливания:

Для системы с лампами ДРЛ:

Результаты проведенных расчетов сведем в таблицу 3:

Результаты расчетов освещения помещения цеха.

Таблица 3

Nварианта	Тип лампы	Светопоток лампы, лм	Число светильников	Мощность лампы,Вт	Полная мощность системы, кВт
1	Г-220-1500	29000	26	1500	78
2	ДРЛ-400	19000	44	400	35,2

Рис. 2. Схема размещения светильников:

a-над рабочей поверхностью,

b- в плане помещения.

Вывод: проведенные расчеты показали, что для обеспечения цеха необходимым уровнем освещенности можно применять либо 26 светильников с лампами накаливания, при этом мощность системы освещения 78 кВт, либо 44 светильника с ртутно-дуговыми лампами, для которых мощность системы 35,2 кВт.