Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Чувашская государственная сельскохозяйственная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

РТ, МУ / metod / Копия Оценка пожар. обст..doc

Скачиваний:

Добавлен:

04.03.2016

Размер:

401.41 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 33

Методика расчета

1. Наземный взрыв газовоздушной смеси При взрывах газовоздушных смесей (ГВС) образуется очаг взрыва, ударная волна которого способна вызвать весьма большие разрушения на объекте. В наземном очаге взрыва ГВС принято выделять три полусферические зоны.

I – зона детонационной волны (зона полных разрушений);

II – зона разлета продуктов взрыва (зона полных разрушений);

III – зона воздушной ударной волны.

Радиус зоны детонационной волны r₁ определяется по формуле:

[м]

где 18,5 – эмпирический коэффициент;

–количество углеводородного продукта;

–коэффициент перехода вещества в ГВС (= 0,6–0,8).

В процессе взрыва и детонации возникает ударная волна в среде. Главным критерием для оценки опасности являются избыточное давление и скоростной напор, а также вторичные факторы (воздействие продуктов взрыва, элементов зданий и сооружений).ъ

На потенциально опасных объектах наиболее часто возникают взрывы при образовании газовоздушных (топливо-воздушных) и пылевоздушных смесей.

Взрыв газовоздушной смеси на открытой местности (в неограниченном пространстве) рассматривается как наземный взрыв. Кроме того, на промышленных объектах происходят взрывы ГВС в помещениях различных зданий, сооружений (в ограниченном пространстве).

Процесс взрывного горения отличается от пожара скоростью распространения пламени. В зависимости от скорости распространения пламени различают два режима взрывного горения ГВС. Для характеристики режимов используют число Маха: ,

где – скорость распространения пламени;

–скорость звука в непрореагированной части ГВС.

При скорости распространения пламени порядка нескольких метров в секунду М≤ 0,2 наблюдается чисто дефлаграционный режим горения. Реакция горения протекает в результате нагрева прилегающих к фронту пламени холодной (не прореагировавшей) ГВС до температуры воспламенения за счет теплопроводности и диффузии газа.

При М> 2 образуются волны сжатия, которые при дальнейшей интенсификации процесса взрывного горения (М> 1) могут трансформироваться в ударные волны. При детонационном горении нагрев осуществляется в результате быстрого (ударного) сжатия газа; скорость распространения пламени может в 8 раз превышать скорость звука. При приблизительных расчетах (прогнозировании) давление в зонеI считается постоянным и равным 1700 кПа. Радиус зоны разлета продуктов взрыва определяется по формуле:_.

Избыточное давление в зоне разлета продуктов взрыва изменяется от 1350 до 50 кПа и определяется по формуле: [кПа]

где – радиус детонационной волны, м;– радиус разлета продуктов взрыва, м;

1300 – на внутренней границе зоныII.

Избыточное давление в зоне воздушной ударной волны определяется в зависимости от безразмерного радиуса ударной волны , где– расстояние от центра взрыва до объекта, м) по формулам:

при ≤ 2

при > 2

Сравнивая рассчитанные значения давления с табличными данными, можно определить устойчивость элементов промышленного объекта к воздействию ударной волны и оценить материальный ущерб.

2. Взрыв емкости со сжатым газом.

Тротиловый эквивалент, кг,

где – работа взрыва (работа газа при адиабатическом расширении), МДж.

где – начальное давление в сосуде, МПа;– начальный объем газа, м³; – конечное давление;;– показатель адиабаты;= 1,4.

Безопасное расстояние, м, от места взрыва для человека .

Безопасное расстояние, м, от места взрыва для жилой застройки .

3. Ядерный взрыв и взрыв емкости.

Избыточное давление, кПа, во фронте ударной волны наземного и воздушного ядерного взрыва, а также при взрыве емкости со сжатым газом

где – расстояние от центра взрыва, м;

–мощность боеприпаса, кг.

Степень разрушения объекта воздействия.

Степень разрушения объекта воздействия (здания, сооружения и т.д.) оценивают по критерию физической устойчивости (сильное, среднее, слабое), а объекты (оборудование, установки и т.д.) – по критерию опрокидывания и смещения.

Если под воздействием ударной волны с избыточным давлением элементы производственного комплекса разрушаются полностью, разрушение оценивается как сильное; если элементы производственного комплекса в этих условиях могут восстановлены в короткие сроки, разрушение оценивается как среднее или слабое.

Степень разрушения производственных комплексов в зависимости от избыточного давления может быть оценена следующим образом:

Объект воздействия	Степень разрушения в зависимости от , кПа
Объект воздействия	слабое	среднее	сильное
Промышленное здание с металлическим или железобетонным каркасом	20…40	40…50	50…60
Кирпичное многоэтажное здание с остеклением	8…10	10…20	20…30
Кирпичное одно- и двухэтажное здание	8…15	15…25	25…35
Приборная стойка	10…30	30…50	50…70
Антенное устройство	10…20	20…40	40…50

Степень опрокидывания и смещения антенного устройства или приборной стойки

Скоростной напор взрыва, кПа,

где = 101 кПа – начальное атмосферное давление.

Допустимый скоростной напор взрыва, кПа, при опрокидывании антенного устройства или приборной стойки

где и– высота и ширина объекта, м;

–масса объекта, Н;

–коэффициент аэродинамического сопротивления;

–площадь поперечного сечения приборной стойки, м².

Если скоростной напор взрыва больше допустимого при опрокидывании, то антенное устройство или приборная стойка опрокинется.

Допустимый скоростной напор взрыва при смещении антенного устройства или приборной стойки

где – коэффициент трения.

Если скоростной напор взрыва больше допустимого при смещении, то антенное устройство или приборная стойка сместится.

Примеры решения задач

1. Провести оценку степени разрушения многоэтажного здания с остеклением при наземном ядерном взрыве мощностью 1 Мт на расстоянии 3 км от центра взрыва, степени опрокидывания и смещения приборной стойки на расстоянии 1 км при следующих данных: м,м;кг;м²; ;.

Решение

1. Избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 3 км от центра взрыва

При кПа многоэтажное здание с остеклением получит полное разрушение.

2. Избыточное давление на расстоянии 1 км

кПа.

3. Степень опрокидывания и смещения приборной стойки

Скоростной напор взрыва

кПа

Допустимый скоростной напор взрыва при опрокидывании приборной стойки

кПа.

Скоростной напор взрыва больше допустимого при опрокидывании. Поэтому приборная стойка опрокинется.

Допустимый скоростной напор взрыва при смещении приборной стойки

кПа.

Поэтому приборная стойка сместится.

2. Произошел взрыв ГВС (0,4 т горючего вещества). Определить ожидаемую степень разрушения промышленного здания с металлическим каркасом, опрокидывания и смещения приборной стойки, находящихся на расстоянии 40 м от центра взрыва при следующих данных: м,м;м²; кг;;.