Задачі для самостійної роботи

7-1.1. У складському приміщенні площею 120 м² зберігається 2 тонни толю, масова швидкість вигорання якого становить 0,24 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання толю на складі; 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.2. У складському приміщенні площею 140 м² зберігається 3 тонни паперу, масова швидкість вигорання якого становить 0,48 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання паперу на складі; 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.3. У складському приміщенні площею 150 м² зберігається 2,5 тонни карболіту, масова швидкість вигорання якого становить 2,0 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання карболіту на складі; 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.4. У складському приміщенні площею 160 м² зберігається 4 тонни каучуку, масова швидкість вигорання якого становить 0,80 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання каучуку на складі; 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.5. У складському приміщенні площею 170 м² зберігається 4,5 тонни полістиролу, масова швидкість вигорання якого становить 0,45 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання полістиролу на складі; 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.6. У складському приміщенні площею 180 м² зберігається 11 тонн оргскла, масова швидкість вигорання якого становить 0,96 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання оргскла на складі; 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.7. У складському приміщенні площею 190 м² зберігається 2 тонни гуми, масова швидкість вигорання якої становить 0,67 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання гуми на складі; 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.8. У складському приміщенні площею 200 м² зберігається 3,5 тонни текстоліту, масова швидкість вигорання якого становить 0,40 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання текстоліту на складі; 2) час, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.9. У складському приміщенні площею 220 м² зберігається 4,5 тонн бензину, масова швидкість вигорання якого становить 2,9 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання бензину на складі (без вибуху); 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

7-1.10. У складському приміщенні площею 230 м² зберігається 5,5 тонн ацетону, масова швидкість вигорання якого становить 2,83 кг/(м²·хв.). Розрахуйте: 1) прогнозований час повного вигорання ацетону на складі (без вибуху); 2) інтервал часу, на який припадає максимальна швидкість горіння.

II. Прогнозування обстановки при вибухах паливно-повітряних середовищ Теоретичні відомості

Вибух — це процес вивільнення великої кількості енергії в обмеженому об'ємі за короткий інтервал часу. Внаслідок вибуху речовина, що вибухнула, перетворюється у сильно нагрітий газ з дуже високим тиском. Як наслідок — в оточуючому середовищі утворюється і поширюється вибухова ударна хвиля. При поширенні у повітрі вона є повітряною ударною хвилею (ПУХ). ПУХ являє собою тонку перехідну область у повітрі, де відбувається стрибкоподібне збільшення тиску (утворення надлишкового тиску), густини, температури і швидкості руху повітря. Фронт вибухової хвилі рухається від центра вибуху з швидкістю, що перевищує швидкість звуку, при цьому поверхня фронту вибухової хвилі монотонно зростає, а швидкість її руху та інтенсивність зменшуються. Згідно із відомим законом Паскаля у повітряному середовищі у кожній його точці надлишковий тиск передається в усіх напрямах однаково. Вибух може відбуватися внаслідок вивільнення хімічної енергії (головним чином — енергії вибухових речовин), електромагнітної енергії (електричний розряд, лазерна іскра тощо), механічної енергії (при падінні метеоритів на поверхню Землі, виверженні вулканів і т.п.), ядерної енергії (при ядерних реакціях ділення і синтезу), внаслідок дії променя світла (від квантового генератора — лазера) на різноманітні матеріали і т.д. Розрізняють дві форми роботи вибуху — загальної, або фугасної дії та бризантної дії.

Вплив на об'єкт вибухової ударної хвилі характеризується не тільки величиною надлишкового тиску, а й тиском відбиття, тиском швидкісного напору (аеродинамічним тиском), тиском затікання тощо. Їх величини залежать від виду і потужності вибуху, відстані до об'єкта, конструкції і розмірів об'єкта та його частин, їхньої орієнтації відносно напряму на епіцентр вибуху, місця розташування будинків і споруд у загальній забудові об'єкта, рельєфу місцевості і багатьох інших чинників. Урахувати їх у повній сукупності, як правило, неможливо. Тому здатність об'єкта або його частин опиратися дії вибухової ударної хвилі характеризують тільки надлишковим тиском у її фронті, припускаючи, що уражаюча дія всіх інших чинників носить другорядний, підпорядкований характер.

ЗАДАЧА-ЗРАЗОК. Промислова одноповерхова споруда із залізобетонним каркасом та цегляним його заповненням розташована на відстані L= 600 м від одиночного резервуару з бензином, маса якого М = 50 тонн.

Здійсніть попереднє прогнозування обстановки, яка може скластися внаслідок вибуху бензину у резервуарі, розрахувавши при цьому: 1) радіус R₁ зони бризантної дії вибуху (усередині якої створюється надлишковий тиск Δр₁= 1700 кПа); 2) радіус R₂ утвореної під час вибуху вогняної кулі об'ємного вибуху; 3) надлишковий тиск Δр₂ усередині вогняної кулі об'ємного вибуху; 4) надлишковий тиск Δр₃ у місці розташування промислової споруди.

РОЗВ'ЯЗАННЯ:

1) Прогнозований радіус бризантної дії вибуху

.

Звернімо увагу! Скоригована маса легкозаймистої речовини у резервуарі (у тоннах) Q різниться для одиночного резервуару і для групи резервуарів: — для одиночного резервуару; — для групи резервуарів.

2) Прогнозований радіус вогняної кулі об'ємного вибуху

.

3) Прогнозований надлишковий тиск у зоні утворення вогняної кулі об'ємного вибуху

.

Висновок. При такому надлишковому тиску, створеному повітряною ударною хвилею, спостерігатимуться повні руйнування усіх будівель та обладнання.

4) Для розрахунку надлишкового тиску повітряної ударної хвилі на відстані L від місця вибуху визначимо спочатку допоміжний коефіцієнт К:

.

Оскільки отримане значення виявилося більшим від 2 (К> 2), для розрахунку надлишкового тиску Δр₃ використовуємо формулу

.

Підставляючи у цю формулу отримане значення К=2,8, маємо:

.

Висновок. При такому надлишковому тиску одноповерхова виробнича споруда із залізобетонним каркасом та його цегляним заповненням, у якій 40...60% площі стін займають віконні отвори витримає удар повітряної ударної хвилі, зазнавши слабких руйнувань: слабкі руйнування таких будівель спостерігаються при надлишковому тиску Δр_слаб = 10...20 кПа (див. довідкову Табл. 6.2. на с.280 підручника Шоботова В.М.).

Звернімо увагу! Якщо допоміжний коефіцієнт К набуває значень К≤ 2, то розрахунок

надлишкового тиску Δр₃ виконується за формулою

(кПа).

Відповідь. ; ; ;