Задача 1. Визначення дії надлишкового тиску на об’єкт господарської діяльності при вибуху газоповітряної суміші.
Визначити надлишковий тиск, який буде у фронті ударної хвилі в районі промислового об'єкта (одноповерхова будівля з металевим каркасом, з дахом і стінним заповненням з хвилястої сталі) та ступень його руйнування при вибуху ємності газоповітряної суміші (пропан) Q = 8 т, відстань від ємності до об'єкта r = 300м.
Приклад виконання задачі 1
Вихідні дані:
- ємність з вуглеводневим газом Q = 8т.
- відстань від ємності до об’єкта r = 300м.
Виконання:
1. Визначити надлишковий тиск у фронті ударної хвилі в районі промислового об'єкта.
2. Визначити яке руйнування (ступінь руйнування) може зазнати промисловий об'єкт (додаток 1,2).
3. Показати на малюнку розташування промислового об'єкта в осередку вибуху газоповітряної суміші.
Розв'язання
1. Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі:
2. Знаходимо радіус зони дії продуктів вибуху:
Якщо r>
,
r >
,
зробимо висновок, що промисловий об'єкт
знаходиться у осередку вибуху
газоповітряної суміші (ІІІ зона).
3. Визначаємо відносну величину φ:
4. Розраховуємо надлишковий тиск у фронті повітряної ударної хвилі для III зони при φ > 2 по формулі:
Якщо відносна величина φ ≤ 2, то надлишковий тиск для III зони визначаємо за формулою:
5. Визначаємо положення об'єкта у осередку вибуху газоповітряної суміші.
Рис. 1. Розташування промислового об'єкта в осередку вибуху газоповітряної суміші
Користуючись додатком 1, визначаємо, що одноповерхова будівля з металевим каркасом, з дахом і стінним заповненням з хвилястої сталі зазнає сильний ступінь руйнування.
Будівля від надлишкового тиску зазнає значні деформації конструкцій, що несуть, руйнування більшої частини перекриттів, стін і устаткування. Відновлення елементу можливе, але зводиться по суті до нового будівництва з використанням деяких конструкцій і устаткування, що збереглися (додаток 2)
Примітка: щоб не зробити помилку у визначенні надлишкового тиску у фронті ударної хвилі необхідно використати рис. 2 Залежність радіуса зовнішньої межі зони дії надлишкового тиску від кількості вибухонебезпечної газоповітряної суміші.
Рис. 2. Залежність радіуса зовнішньої межі зони дії надлишкового тиску від кількості вибухонебезпечної газоповітряної суміші
Таблиця 1
Варіанти вихідних даних до задачі 1
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
100 |
120 |
180 |
250 |
300 |
200 |
350 |
700 |
400 |
800 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
1,0 |
3,0 |
7,0 |
15,0 |
22,0 |
2,0 |
4,0 |
40,0 |
50,0 |
60,0 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
900 |
175 |
120 |
175 |
210 |
180 |
195 |
170 |
160 |
195 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
80,0 |
0,5 |
0,2 |
1,0 |
1,5 |
1,5 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
1,0 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
175 |
200 |
60 |
70 |
170 |
170 |
220 |
160 |
280 |
200 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
1,5 |
2,5 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
1,5 |
2,5 |
2,5 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
180 |
380 |
250 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
250 |
350 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
2,5 |
6,0 |
6,0 |
0,3 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
1,5 |
3,0 |
4,0 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
50 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
700 |
750 |
800 |
900 |
100 |
110 |
130 |
150 |
170 |
250 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
5,0 |
6,0 |
10,0 |
11,0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
6,0 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
51 |
52 |
53 |
54 |
55 |
56 |
57 |
58 |
59 |
60 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
280 |
200 |
190 |
260 |
300 |
175 |
170 |
200 |
400 |
260 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
7,0 |
8,0 |
10,0 |
15,0 |
50,0 |
0,5 |
1,0 |
3,0 |
7,0 |
15,0 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
61 |
62 |
63 |
64 |
65 |
66 |
67 |
68 |
69 |
70 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
160 |
180 |
300 |
160 |
380 |
200 |
250 |
350 |
420 |
340 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
0,3 |
1,5 |
3,0 |
5,0 |
6,0 |
6,0 |
0,4 |
0,6 |
0,7 |
9,0 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
71 |
72 |
73 |
74 |
75 |
76 |
77 |
78 |
79 |
80 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
800 |
900 |
150 |
220 |
330 |
300 |
170 |
400 |
170 |
170 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
12,0 |
15,0 |
19,0 |
21,0 |
25,0 |
29,0 |
11,0 |
35,0 |
0,1 |
0,2 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
81 |
82 |
83 |
84 |
85 |
86 |
87 |
88 |
89 |
90 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
220 |
160 |
280 |
200 |
180 |
380 |
250 |
200 |
150 |
100 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
91 |
92 |
93 |
94 |
95 |
96 |
97 |
98 |
99 |
100 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
250 |
350 |
70 |
75 |
80 |
100 |
175 |
120 |
175 |
210 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,4 |
2,8 |
3,2 |
3,8 |
4,6 |
5,8 |
8,0 |
|
Вихідні дані |
Варіанти | |||||||||
|
101 |
102 |
103 |
104 |
105 |
106 |
107 |
108 |
109 |
110 | |
|
Відстань від ємності до об'єкта (r), м. |
290 |
140 |
100 |
220 |
280 |
360 |
270 |
440 |
370 |
500 |
|
Ємність з вуглеводневим газом (Q), т |
23,0 |
0,7 |
1,1 |
3,3 |
6,2 |
13,0 |
0,6 |
1,7 |
2,5 |
7,0 |
Таблиця 2
Варіанти вихідних даних до задачі 1
|
№ варіанту |
Об'єкти |
|
1 |
Масивна промислова будівля з металевим каркасом і устаткуванням крану вантажопідйомністю 40 т |
|
2 |
Масивна промислова будівля з металевим каркасом і устаткуванням крану вантажопідйомністю 75 т |
|
3 |
Бетонна будівля |
|
4 |
Будівля з легким металевим каркасом |
|
5 |
Промислова будівля з металевим каркасом і бетонним заповненням з площею скління 27 % |
|
6 |
Промислова будівля з металевим каркасом і суцільним крихким заповненням стін і даху |
|
7 |
Багатоповерхова залізобетонна будівля з великою площею скління |
|
8 |
Будівля зі збірного залізобетону |
|
9 |
Одноповерхова будівля з металевим каркасом і стінним заповненням з хвилястої сталі |
|
10 |
Одноповерхова будівля з металевим каркасом, з дахом і стінним заповненням з хвилястої сталі |
|
11 |
Цегляна безкаркасна виробничо-допоміжна будівля з перекриттям (покриттям) із залізобетонних збірних елементів одноповерхова |
|
12 |
Цегляна безкаркасна виробничо-допоміжна будівля з перекриттям (покриттям) з дерев'яних елементів багатоповерхова |
|
13 |
Будівля трансформаторної підстанції з цегли |
|
14 |
Складська цегляна будівля |
|
15 |
Легкий склад-навіс з металевим каркасом і шиферною покрівлею |
|
16 |
Склад-навіс із залізобетонних елементів |
|
17 |
Адміністративна багатоповерхова будівля з металевим каркасом |
|
18 |
Цегляна двоповерхова будівля |
|
19 |
Цегляна чотириповерхова будівля |
|
20 |
Дерев'яний будинок |
|
21 |
Руйнування звичайного скління будівель |
|
22 |
Руйнування армованого скління будівель |
|
23 |
Доменна піч |
|
24 |
Будівля ГЕС |
|
25 |
Затвор греблі |
|
26 |
Кран і устаткування крану |
|
27 |
Підйомно-транспортне устаткування |
|
28 |
Ковальсько-пресове устаткування |
|
29 |
Стрічковий конвеєр в галереї на залізобетонній естакаді |
|
30 |
Ковшовий конвеєр в галереї на залізобетонній естакаді |
|
31 |
Гнучкі шланги для транспортування сипких матеріалів |
|
32 |
Електродвигун потужністю 1,2 кВт, відкритий |
|
33 |
Електродвигун потужністю 1,4 кВт, герметичний |
|
34 |
Електродвигун потужністю 6,2 кВт, відкритий |
|
35 |
Електродвигун потужністю 8,4 кВт, герметичний |
|
36 |
Електродвигун потужністю 16 кВт, відкритий |
|
37 |
Електродвигун потужністю 22 кВт, герметичний |
|
38 |
Трансформатор 800 кВ |
|
39 |
Трансформатор блоковий |
|
40 |
Генератор на 200 кВт |
|
41 |
Відкритий розподільний пристрій |
|
42 |
Масляний вимикач |
|
43 |
Контрольно-вимірювальна апаратура |
|
44 |
Магнітний пускач |
|
45 |
Електролампи в плафонах |
|
46 |
Електролампи відкриті |
|
47 |
Стелажі |
|
48 |
Наземний резервуари для ГСМ |
|
49 |
Підземний металевий резервуар для хімічних речовин |
|
50 |
Частково заглиблений резервуар |
|
51 |
Наземний металевий резервуар |
|
52 |
Дерев'яне заглиблене сховище шарової конструкції |
|
53 |
Відкрито розташоване устаткування артезіанських свердловин |
|
54 |
Водонапірна вежа |
|
55 |
Котельня в цегляній будівлі |
|
56 |
Металева вишка суцільної конструкції |
|
57 |
Трансформаторна підстанція закритого типу |
|
58 |
Теплова електростанція |
|
59 |
Розподільний пристрій і допоміжні спорудження електростанції |
|
60 |
Кабельна підземна лінія |
|
61 |
Кабельна наземна лінія |
|
62 |
Повітряна лінія високої напруги |
|
63 |
Повітряна лінія низької напруги |
|
64 |
Повітряна лінія низької напруги на дерев'яних опорах |
|
65 |
Силова лінія електрифікованої залізниці |
|
66 |
Підземні сталеві трубопроводи на зварюванні діаметром 250 мм |
|
67 |
Підземні сталеві трубопроводи на зварюванні діаметром понад 500 мм |
|
68 |
Підземні чавунні і керамічні трубопроводи на розтрубах, азбоцементні на муфтах |
|
69 |
Трубопровід, на глибині 20см |
|
70 |
Трубопровід наземний |
|
71 |
Трубопровід на металевих естакадах |
|
72 |
Оглядові колодязі і засувки на мережах комунального господарства |
|
73 |
Водопровід заглиблений |
|
74 |
Мережі комунального господарства без захисних конструкцій |
|
75 |
Стаціонарна повітряна лінія зв'язку |
|
76 |
Повітряна лінія телефонно-телеграфного зв'язку |
|
77 |
Жердяна повітряна лінія зв'язку |
|
78 |
Кабельна наземна лінія зв'язку |
|
79 |
Кабельна підземна лінія зв'язку |
|
80 |
Телефонно-телеграфна апаратура поза укриттями |
|
81 |
Антенний пристрій |
|
82 |
Переносна радіостанція |
|
83 |
Укриття, що стоїть окремо, розраховане на надмірний тиск ударної хвилі 500 кПа |
|
84 |
Укриття вбудоване, розраховане на 300 кПа |
|
85 |
Укриття, що стоїть окремо, розраховане на 200 кПа |
|
86 |
Укриття вбудоване, розраховане 100 кПа |
|
87 |
Укриття, що стоїть окремо, розраховане на 50 кПа |
|
88 |
Протирадіаційне укриття, розраховане на 30 кПа |
|
89 |
Підвал без посилення несущих конструкцій |
|
90 |
Вхід у сховища з одягом крутості |
|
91 |
Вхід у сховища без одягу крутості |
|
92 |
Вантажні автомобілі і автоцистерни |
|
93 |
Легковий автомобіль |
|
94 |
Автобус |
|
95 |
Гусеничний тягач |
|
96 |
Шосейна дорога з асфальтовим покриттям |
|
97 |
Залізничні колії |
|
98 |
Рухомий залізничний склад |
|
99 |
Землерийна дорожньо-будівна машина |
|
100 |
Металевий міст з довжиною прольоту 35 м |
|
101 |
Металевий міст з довжиною прольоту 120 м |
|
102 |
Міст залізничний з прольотами 20 м |
|
103 |
Міст залізничний з прольотами 10 м |
|
104 |
Дерев'яний міст |
|
105 |
Бетонна гребля |
|
106 |
Земляна гребля шириною 90 м |
|
107 |
Злітно-посадочна смуга |
|
108 |
Транспортний літак на стоянці |
|
109 |
Вертоліт на стоянці |
|
110 |
Торгове судно |