Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
методические указания по лаборотрным работам / Ч. 2. Безопасность в чрезвычайных ситуациях-2007.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
28.01.2014
Размер:
320.51 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

БЕЗОПАСНОСТЬ 

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

Часть 2. «Безопасность в чрезвычайных ситуациях»

Методические указания к выполнению практических занятий

для студентов специальности 120100

всех форм обучения

Одобрено

редакционно–издательским советом

Балаковского института техники,

технологии и управления

Балаково 2007

Раздел 3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Задача 1. Рассчитать категорию помещения цеха в соответствии с НПБ 105-03. Исходные данные принять в соответствии с вариантами по табл. 1 и 2.

Исходные данные

Таблица 1

Значения

исходных данных

№ варианта (последняя цифра № зачетки студента)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Размеры

помещения, м

L=

B=

H=

20

8

5

25

12

6

30

14

7

35

16

8

40

18

9

45

20

5

50

22

6

55

24

7

60

26

8

65

28

9

Тип ЛВЖ

Ацетон

Бензол

н-Бутил-ацетат

Дихлор-этан

п-Ксилол

Пири-дин

Серо-уг­лерод

Стирол

Толуол

Хлор-бензол

Масса ЛВЖ m, кг

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

Таблица 2

Свойства некоторых вредных и пожароопасных веществ

Вещество

Химическая формула

Температура вспышки, ˚С

Температура самовоспламенения,

˚С

Характеристика вещества

Теплота сгорания Qсг, кДж/кг

ПДК,

мг/м3

Ацетон

С3Н6О

-18

+535

ЛВЖ

31360

200

Бензол

C6H6

-11

+560

ЛВЖ

40576

50

Н-Бутилацетат

C6H12O2

+29

+330

ЛВЖ

28280

200

1,2-Дихлорэтан

C2H4Cl2

+9

+413

ЛВЖ

10873

10

П-Ксилол

С8Н10

+26

+528

ЛВЖ

41207

50

Пиридин

C5H5N

+20

+530

ЛВЖ

35676

5

Сероуглерод

CS2

-43

+102

ЛВЖ

14020

1

Стирол

С8Н8

+30

+490

ЛВЖ

43888

5

Толуол

С7Н8

+7

+535

ЛВЖ

40936

50

Хлорбензол

C6H5CI

+29

+637

ЛВЖ

27315

50

Указания к решению задачи

В соответствии с НПБ 105–03 помещения и здания по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на категории А, Б, В1-В4, Г, Д. Отнесение к той или иной категории определяется величиной избыточного давления взрыва при аварийном выбросе взрывоопасных веществ.

Избыточное давление взрыва Р для горючих веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, Cl, Br, I, F, определяют по формуле:

,

где Pmax– максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме (допускается принимать Pmax= 900 кПа);

Ро– начальное давление, кПа (допускается принимать Ро= 101 кПа);

mпp– приведенная к тротиловому эквиваленту масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение цеха, кг:

,

где Qсг– удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;

z– коэффициент участия горючего во взрыве (допускается приниматьz = 0,5 для горючих газов;z = 0,3 для ЛВЖ);

Q0 – константа, равная 4,52∙106Дж/кг;

m – масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство (см. табл. 1), кг.

Vсв– свободный объем помещения (см. табл. 1), м3;

г,п– плотность газа (пара) при температуре tр, кг/м3:

,

М — молярная масса паров горючего, кг/кмоль;

Vо — мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;

tр— расчетная температура,оС; допускается приниматьtр = 25оС.

Cст – стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.);

,

 = nc + (nh nx)/4 + no/2 — стехиометрический коэффициент;

nc, nh, no, nx — число атомов C, H, О и галоидов в молекуле горючего.

Кн– коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения (допускается принимать Кнравным 3).

Задача 2. На основе расчета дать оценку действия ударной волны на персонал и здание цеха при взрыве горючих веществ на складе легковоспламеняющихся веществ (ЛВЖ). Принять емкость каждого резервуараM= 60 т. Остальные исходные данные принять по табл. 3 и 4.

Исходные данные

Таблица 3

Значения

исходных данных

№ варианта (последняя цифра № зачетки студента)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Число резервуаров N

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Расстояние от склада до цеха r, м

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

Число работающих в цехе Р, чел.

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

Таблица 4

Значения

исходных данных

№ варианта (первая буква фамилии студента)

А,Б,В

Г,Д,Е

Ж,ЗИ

К,ЛМ

Н,ОП

Р,С

Т,УФ

Х,ЦЧ

Ш,Щ,Э

Ю,Я

Балансовая стоимость С, млн. руб.

Срок эксплуатации зданий tзд ,лет

Срок эксплуатации оборудования и соору-жений tоб лет

100

5

1

150

6

2

200

7

3

250

8

4

300

9

5

350

10

1

400

11

2

450

12

3

500

13

4

550

14

5

Указания к решению задачи

1) Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определить массу mпp,кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата:

mпp=M∙N.

2) Избыточное давление p, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей на расстоянииr, рассчитать по формуле:

,

где р0атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

rрасстояние от центра взрыва газопаровоздушного облака, м.

3) Импульс волны давления i, Па∙с, рассчитывают по формуле

.

4) Дать оценку воздействия ударной волны и импульса давления на персонал цеха с распределением травм по тяжести, ориентируясь на данные табл. 5.

Таблица 5

Тяжесть поражения

людей

Избыточное

давление p, кПа

Распределение травм по тяжести, %

смертельные

инвалидные

ушибы

Смертельные

Крайне тяжелые травмы

Тяжелые травмы

Травмы средней тяжести

Легкие травмы

>90

70–90

50–70

25–50

10–20

100

50

25

40

20

35

10

55

65

100

5) Дать оценку воздействия ударной волны и импульса давления на здания и сооружения, ориентируясь на данные табл. 6.

Таблица 6

(Извлечение из РД 03-409-01)

Характеристика действия ударной волны

I, Па·с

P, Па

Разрушение зданий

Полное разрушение зданий

770

70100

Граница области сильных разрушений: 50-75% стен разрушено или находится на грани разрушения

520

34500

Граница области значительных повреждений: повреждение некоторых конструктивных элементов, несущих нагрузку

300

14600

Граница области минимальных повреждений: разрывы некоторых соединений, расчленение конструкций

100

3600

Полное разрушение остекления

0

7000

50% разрушение остекления

0

2500

10% и более разрушение остекления

0

2000

Поражение органов дыхания незащищенных людей

50% выживание

440

243000

Порог выживания (при меньших значениях смерт. поражения людей маловероятны)

100

65900

5) Определить экономический ущерб, связанный со взрывом резервуаров с газовоздушной смесью на складе ЛВЖ:

– для зданий и сооружений, принимая долю основных средств в общей балансовой стоимости цеха = 0,4

– для машин и оборудования

где Е – норма дисконта, равная норме доходности на капитал, можно принять годовую норму на уровне банковского процента (Е = 0,12);

tзд, tоб– год, затраты и результаты которого соответственно по эксплуатации зданий и оборудования цеха приводятся к расчетному году (срок эксплуатации), лет;

C– балансовая стоимость (см. табл. 4), млн. руб.

Суммарный ущерб определяется как сумма ущербов по основным фондам и оборотным средствам:

У = Узд+ Уоб

Литература: [1, 2, 4, 5, 6, 7].

Задача 3. Во избежание взрывов резервуаров сжиженных углеводородных продуктов рассчитать молниезащиту склада ЛВЖ.

а) Ожидаемое число поражений молнией в год зданий или сооружений:

nг = (L + 6∙H) ∙ (B + 6∙H) ∙m∙10–6 ,

где L, B, H — соответственно длина, ширина и высота здания или сооружения, м;

m— среднегодовое для данной местности число ударов молнии, приходящееся на 1 км2земной поверхности, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности (РД 34.21.122–87), для Саратовской области принятьm= 3.

Размеры склада принять равными: высота навеса H = 10 м, длина и ширина принимается исходя из того, что размер площади, которую занимает каждый резервуар с учетом безопасных расстояний между ними, составляет Lр= 20 м, Bр= 10 м. Поэтому, зная расположениеNрезервуаров (рекомендуется изобразить схематически) и их число по длинеNLи ширинеNB, имеем:

L= 20∙NLиB= 10∙NB

Тип и категорию молниезащиты принять самостоятельно.

б) Для выбранного вида молниеприемника (одиночный или двойной стержневой, тросовый, сетчатый) и категории молниезащиты защитная зона рассчитывается по следующим зависимостям:

— для зоны типа А (степень надежности 99,5 %)

h0 = 0,8∙h;r0 = (1,1 – 0,002∙h) ∙h;rx= (1,1 – 0,002∙h) ∙ (h–hx/0,85);

— для зоны типа Б (степень надежности 95 %)

h0 = 0,92∙h;r0 = 1,5∙h;rx= 1,5∙ (h–hx/0,92) ,

где h — требуемая высота молниеприемника, м;

r0, rx— соответственно радиусы зоны защиты на уровне земли и высоты здания или сооружения, м;

h0— высота от земли до вершины конуса защиты (h0< h), м;

hx— высота от земли защищаемого здания или сооружения, м.

в) Изобразить схематически зону защиты здания.

Литература: [1, 2, 8].

Задача 4.На объекте разрушилась необвалованная емкость, содержащаяG0т агрессивно химически опасного вещества (АХОВ). Местность открытая, скорость ветра в приземном слоеv, м/с, температура воздухаtв= +20С. Определить размеры химического заражения. Оценить возможных потерь людей в очаге химического заражения.

Исходные данные сведены в табл. 7, 8.

Исходные данные

Таблица 7

Значения

исходных данных

№ варианта (последняя цифра № зачетки студента)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Аварийный выброс G0, т

5

10

15

25

30

40

50

60

75

100

Таблица 8

Значения

исходных данных

№ варианта (первая буква фамилии студента)

А,Б В

Г,Д,Е

Ж,ЗИ

К,Л,М

Н,ОП

Р,С

Т,У,Ф

Х,ЦЧ

Ш,Щ,Э

Ю,Я

Скорость ветра u, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Тип АХОВ

NH3

HF

HCl

NOx

HS

Фос

F

Cl

HF

Cl

Указания к решению задачи

1) Возможная площадь розлива агрессивно химически опасных веществ (АХОВ), м2:

,

где G0– возможная масса розлива АХОВ (см. табл. 7), т;

 – плотность жидкой фазы АХОВ (см. табл. 9), т/м3;

h– толщина слоя свободно разлившейся АХОВ, м; принятьh= 0,05 м.

Таблица 9

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.