7.2 Оценка устойчивости механического эмульгатора к воздействию различных поражающих факторов
Для обеспечения бесперебойной работы объектов народного хозяйства в условиях чрезвычайной ситуации необходимо оценить устойчивость работы проектируемых устройств при воздействии различных поражающих факторов, а также рекомендовать меры повышения устойчивости устройств к различным воздействиям.
Механический эмульгатор, используемый для промышленных целей, устанавливается в цехах или других хозяйственных помещениях. Устройство изготавливается из стали, имеет среднюю массу и габариты. Основными поражающими факторами для проектируемого устройства являются: ударная волна, радиационное заражение и световое излучение. Методика расчета взята из [8].
7.2.1 Воздействие ударной волны
Ударная волна представляет собой область сжатого воздуха образовавшуюся в результате резкого расширения воздушных масс вследствие взрыва и распространяющаяся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В качестве количественного показателя устойчивости объекта к воздействию ударной волны принимается значение избыточного давления Рф . Избыточное давление фронта является разностью давления фронта и атмосферного давления.
Так как по Рф рассчитываются только крупногабаритные сооружения, поэтому необходимо провести расчет по скоростному напору Рск.
7.2.2 Воздействие скоростного напора
Для оборудования, быстро обтекаемого ударной волной, каким является механический эмульгатор, наибольшую опасность представляет скоростной напор воздуха, движущийся за фронтом ударной волны. Давление скоростного напора Рск зависит от избыточного давления Рф и может быть определено из соотношения:
(63)
где f - коэффициент трения;
S - площадь наибольшей поверхности;
Cx - коэффициент аэродинамического сопротивления;
m - масса устройства;
g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2
При контакте металла с бетоном коэффициент трения составляет 0,4 – 0,6 [8]. Для механического эмульгатора площадь наибольшей поверхности 1.75 м2, масса устройства 500 кг; коэффициент аэродинамического сопротивления при движении воздуха перпендикулярно оси цилиндра равен 0,46 [8].
Выражение (63) позволяет получить предельное значение скоростного напора, не вызывающее смещение устройства:
(64)
Полученной величине давления скоростного напора Рск = 3.55 кПа соответствует избыточное давление фронта Рф = 35 кПа. Здания и сооружения получают разрушения, которые можно восстановить силами персонала при избыточном давлении 30 - 40 кПа [8]. Следовательно устройство должно выдерживать скоростной напор эквивалентный избыточному давлению ударной волны не менее 30 - 40 кПа.
Таким образом устойчивость механического эмульгатора к воздействию скоростного напора достаточна и следовательно дополнительные меры по закреплению устройства необязательны.
7.2.3 Воздействие светового излучения
Световое излучение воздействует на горючие материалы при прямом попадании.
В случае механического эмульгатора прямого попадания не происходит, так как перемешивание происходит в закрытых стальных емкостях. Хранение горючих материалов осуществляется в стальных резервуарах, окрашенных краской светлых тонов. Перекачка из одного резервуара в другой осуществляется по трубопроводам, что исключает воздействие светового излучения на горючий материал. Следовательно, дополнительная защита от светового излучения не требуется.