3.1.1.1 Визначення надлишкового тиску і ступеню руйнування будівель при вибуху в закритому приміщенні

Надлишковий тиск вибуху для горючих речовин , яки складаються з атомів C , H , O , Cl , Br , I , F визначають за формулою:

Р = (Р_max - Рo) * (100* m *z) / (V_{с в.} * C _стех. k _н ),

де Р_max - максимальний тиск вибуху стехіометричної газоповітряної або пароповітряної суміші у замкнутому об’ємі , кПа;

Рo – початковий тиск (приймається рівним 101 кПа);

m – маса горючої речовини, газу, кг;

z – коефіцієнт участі горючого в вибуху (для горючих газів – 0.5; ЛЗР - 0.3);

V_{с в} – вільний об’єм приміщення, м ³ ;

C _стех. – стехіометрична концентрація горючого газу або пару, об.%;

C _стех. = 100 (1 +4.84β), де β – стехіометричній коефіцієнт кисню в реакції згоряння: β = n_C + (n_Н + n_Х) / 4 - n_О, тут n_C , n_Н , n_Х , n_О - число атомів вуглецю, водню, галогенів, кисню в молекулі горючого.

k _н - коефіцієнт негерметичності приміщення (приймається рівнім 3);

- густина пару або газу.

Надлишковий тиск вибуху для горючих речовин, крім зазначених вище, а також сумішей, можна розраховувати наступним чином :

Р = (m * Н_Т *z* Рo) / (V_{с в.} * Т ₀ * С _р*k _н*  _в),

де - Н_Т - теплота згоряння, Дж / кг.

 _В - густина повітря до вибуху , кг/ м ³ ;

С _р - теплоємність повітря (приймається рівною 1.01 * 10 ³ Дж / кг * К);

Т ⁰ – початкова температура повітря , К.

Таблиця 3.3 - Деякі властивості горючих речовин

Найменування горючої речовини	Густина кг/ м3	Максимальний тиск, кПа	Теплота згоряння кДж /кг	Формула
толуол	3.84	--	41062	С7Н8
метил. спирт	1.32	747.4	--	СН4О
ксилол	1.44	--	40903	С 8Н10
ацетон	2.4	901.9	28492	С6Н6 О
бензол	3.32	909	38548	С 6 Н6
етил. спирт	1.92	752.5	--	С2 Н 6 О
магній	--	565.6	25140	М g
метан	0.665	727.2	49903	СН 4
титан	--	505.0	1 Продовження таблиці 3.3 9065	Ті
мазут	--	--	41900	Суміш нафтопродуктів
ацетилен	1.09	1040.3	48185	С 2Н 2
цирконій	--	454.	11983	Zr

Приклад 3.1 У виробничному приміщенні розміром 20*8*3 м. в результаті аварії на трубопроводі розлилося 15 кг. бензолу. Приміщення – з легким металевим каркасом. Визначить ступінь руйнування будинку.

Рішення: 1. Стехіометричній коефіцієнт кисню в реакції згоряння (формула бензолу - С ₆ Н₆):

β = n_C + (n_Н + n_Х) / 4 - n_О = 6 + 6/4 = 7.5

2. Стехіометрична концентрація:

C _стех. = 100 /(1 +4.84β) = 100/ (1+ 4.84 * 7.5) = 2.68

3. Вільний об’єм приміщення V_СВ. = V_ПР. * 0.8 = 480 * 0.8 = 384 м³

5. Надлишковий тиск:

Р = (Р_max - Рo) * (100* m *z) / (V_{с в.} * C _стех. k _н ) =

= (909 – 101) (100 * 15 *0.3) / (384* 2.68 * 3 * 3.32) = 35.46 кПа.

5. При надлишковому тиску 35.46 кПа будинок приміщення отримує великі руйнування. Цей висновок ми робимо, використовуючи таблицю 3.6.