Файл: Отчет по дисциплине Промышленная безопасность Вариант 3 Выполнила студентка.docx
Добавлен: 24.11.2023
Просмотров: 112
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
X - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м; (X=r)
, (3.10)
= 6,42
, (3.11)
= 4,46
, (3.12)
=5,32
, (3.13)
= 2,48
, (3.14)
= 0,22
, (3.15)
Коэффициент пропускания атмосферы т для пожара пролива определяется по формуле:
(3.16)
Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для пожара пролива
q=50,95 ∙0,22 ∙0,983 = 11,01 кВт/м2
Ответ:
Таблица 3.2. Интенсивность теплового излучения при различных расстояниях от центра пожара пролива
Рисунок 3. График, отражающий зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния.
Ответ: Интенсивность теплового излучения для пожара пролива равна 11,01 кВт/м2, что является высокой степенью поражения.
Расчёт параметров ударной волны при BLEVE. Рассчитать параметры положительной фазы волны давления на расстоянии Г, м от эпицентра аварии, связанной с развитием BLEVE на железнодорожной цистерне вместимостью V , м с горючим веществом, степень заполнения 80%. Цистерна имеет предохранительный клапан на давление срабатывания P, МПа. Для определения констант Антуана вещества воспользоваться Приложениями.
Исходные данные:
Таблица 4.1 Исходные данные
При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) температура жидкой фазы Т, К, определяется по формуле:
, К (4.1)
где Pval- давление срабатывания предохранительного устройства;
А, В, CA - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочной литературе. Единицы измерения Ра (кПа, мм рт. ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.
A = 4,82177; B = 1211,73; CA = 194,677.
Масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, m, кг, рассчитывается по формуле:
, кг (4.2)
где p - плотность изобутана в жидком состоянии, кг/м3;
V- объем жидкости, м3 = 40
m = (1,7∙ 40) ∙ 0,8 = 54,4 кг
Эффективная энергия взрыва Eeff, определяемая по формуле:
, (4.3)
где:
k - доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5);
Cp - удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг∙К);
m - масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;
Т - температура жидкой фазы, К;
Tb - нормальная температура кипения, К. (80,7
=353,7 К).
Предельная масса mпр, кг, рассчитывается по формуле:
, (4.4)
где r - расстояние от центра резервуара, м;
= 0,85 (кг)
Избыточное давление ∆Р, кПа в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом (СУГ) в очаге пожара, определяется по формуле:
, (4.5)
где P0 – атмосферное давление, кПа;
r - расстояние от центра резервуара, м;
Импульс I+, кг∙м/с в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом (СУГ) в очаге пожара, определяется по формуле:
, (4.6)
кг∙м/с
Ответ: ∆P =
кПа; I+ = 
кг∙м/с
Таблица 4.1. Величины избыточного давления для взрыва на различных
расстояниях от эпицентра взрыва
Рисунок 4. График, отражающий изменение избыточного давления в зависимости от расстояния.
Рассчитать величину вероятностного критерия поражения используя пробит-функцию для поражающих факторов определенных в задачах 3 и 4 согласно варианту.
Решение:
Для воздействия волны давления на человека, находящегося вне здания, формулы для пробит-функции имеют вид:
; (5.1)
где:
S – интенсивность воздействующего фактора.
; (5.2)
; (5.3)
где:
P0 - атмосферное давление, Па;
ΔР - избыточное давление волны давления, Па.
(5.4)
где:
m - масса тела человека (допускается принимать равной 70 кг), кг;
I + - импульс волны давления, Па·с;
P0 – атмосферное давление.
0,30
, (5.5)
где: J - число сценариев развития пожароопасных ситуаций (пожаров, ветвей логического дерева событий);
Qdj(a) - условная вероятность поражения человека в определенной точке территории (а) в результате реализации j-го сценария развития пожароопасных ситуаций, отвечающего определенному инициирующему аварию событию (принимаем равной пробит-функции Pr);
Qj - частота реализации в течение года j -го сценария развития пожароопасных ситуаций, год -1 (3
10-7 год -1).
Величина индивидуального риска поражения волной избыточного давления в зависимости от расстояния от центра взрыва представлена в таблице 5.1.
Для поражения человека тепловым излучением величина пробит-функции описывается формулой:
, (5.6)
где:
t - эффективное время экспозиции, с;
q - интенсивность теплового излучения, кВт/м2.
Величина эффективного времени экспозиции t для пожара пролива:
, (5.7)
где:
t0 - характерное время, за которое человек обнаруживает пожар и принимает решение о своих дальнейших действиях, с (может быть принято равным 5);
х - расстояние от места расположения человека до безопасной зоны (зона, где интенсивность теплового излучения меньше 4 кВт/м2), м;
u- средняя скорость движения человека к безопасной зоне, м/с (принимается равной 5 м/с).
Условная вероятность поражения человека, попавшего в зону непосредственного воздействия пламени пожара пролива, принимается равной 1.
с
Величина индивидуального риска поражения при воздействии теплового излучения =
Ответ:
Таблица 5.1. Индивидуальный риск поражения при воздействии волны избыточного давления в зависимости от расстояния от центра взрыва
Индивидуальный риск поражения волной избыточного давления становится приемлемым на расстоянии 46 м от центра взрыва.
, (3.10) = 6,42 , (3.11) = 4,46 , (3.12) =5,32 , (3.13) = 2,48 , (3.14) = 0,22 , (3.15) Коэффициент пропускания атмосферы т для пожара пролива определяется по формуле:
(3.16) Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для пожара пролива
q=50,95 ∙0,22 ∙0,983 = 11,01 кВт/м2
Ответ:
Таблица 3.2. Интенсивность теплового излучения при различных расстояниях от центра пожара пролива
| Степень поражения | Интенсивность излучения, кВт/м2 | Расстояние от центра пожара, х, м |
| Без негативных последствий в течение длительного времени | 1,4 | 39  |
| Безопасно для человека в брезентовой одежде | 4,2 | 27  |
| Непереносимая боль через 20-30 с Ожог 1 степени через 15-20 с Ожог 2 степени через 30-40 с | 7,0 | 18  |
| Непереносимая боль через 3-5 с Ожог 1 степени через 6-8 с Ожог 2 степени через 12-16 с | 10,5 | 13  |
Рисунок 3. График, отражающий зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния.
Ответ: Интенсивность теплового излучения для пожара пролива равна 11,01 кВт/м2, что является высокой степенью поражения.
Задача 4
Расчёт параметров ударной волны при BLEVE. Рассчитать параметры положительной фазы волны давления на расстоянии Г, м от эпицентра аварии, связанной с развитием BLEVE на железнодорожной цистерне вместимостью V , м с горючим веществом, степень заполнения 80%. Цистерна имеет предохранительный клапан на давление срабатывания P, МПа. Для определения констант Антуана вещества воспользоваться Приложениями.
Исходные данные:
Таблица 4.1 Исходные данные
| Вариант | Вещество | r, м | V, м3 | P, кПа |
| 3 | керосин | 750 | 40 | 1,7 |
При наличии в резервуаре предохранительного устройства (клапана или мембраны) температура жидкой фазы Т, К, определяется по формуле:
, К (4.1)где Pval- давление срабатывания предохранительного устройства;
А, В, CA - константы уравнения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры (константы Антуана), определяемые по справочной литературе. Единицы измерения Ра (кПа, мм рт. ст., атм) должны соответствовать используемым константам Антуана.
A = 4,82177; B = 1211,73; CA = 194,677.
Масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, m, кг, рассчитывается по формуле:
, кг (4.2)где p - плотность изобутана в жидком состоянии, кг/м3;
V- объем жидкости, м3 = 40
m = (1,7∙ 40) ∙ 0,8 = 54,4 кг
Эффективная энергия взрыва Eeff, определяемая по формуле:
, (4.3)где:
k - доля энергии волны давления (допускается принимать равной 0,5);
Cp - удельная теплоемкость жидкости (допускается принимать равной 2000 Дж/(кг∙К);
m - масса ЛВЖ, ГЖ или СУГ, содержащаяся в резервуаре, кг;
Т - температура жидкой фазы, К;
Tb - нормальная температура кипения, К. (80,7
=353,7 К). Предельная масса mпр, кг, рассчитывается по формуле:
, (4.4)где r - расстояние от центра резервуара, м;
= 0,85 (кг)Избыточное давление ∆Р, кПа в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом (СУГ) в очаге пожара, определяется по формуле:
, (4.5)где P0 – атмосферное давление, кПа;
r - расстояние от центра резервуара, м;
Импульс I+, кг∙м/с в волне давления, образующиеся при взрыве резервуара с перегретой ЛВЖ, ГЖ или сжиженным углеводородным газом (СУГ) в очаге пожара, определяется по формуле:
, (4.6) кг∙м/с Ответ: ∆P =
кПа; I+ = кг∙м/сТаблица 4.1. Величины избыточного давления для взрыва на различных
расстояниях от эпицентра взрыва
| Степень поражения | Избыточное давление, кПа | Расстояние от центра взрыва х, м |
| Полное разрушение зданий | 100 | 22  |
| 50%-ное разрушение зданий | 53 | 31  |
| Средние повреждения зданий | 28 | 46  |
| Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.) | 12 | 80  |
| Нижний порог повреждения человека волной давления | 5 | 160  |
| Малые повреждения (разбита часть остекления) | 3 | 250  |
Рисунок 4. График, отражающий изменение избыточного давления в зависимости от расстояния.
Задача 5
Рассчитать величину вероятностного критерия поражения используя пробит-функцию для поражающих факторов определенных в задачах 3 и 4 согласно варианту.
Решение:
Для воздействия волны давления на человека, находящегося вне здания, формулы для пробит-функции имеют вид:
; (5.1)где:
S – интенсивность воздействующего фактора.
; (5.2) ; (5.3)где:
P0 - атмосферное давление, Па;
ΔР - избыточное давление волны давления, Па.
(5.4)где:
m - масса тела человека (допускается принимать равной 70 кг), кг;
I + - импульс волны давления, Па·с;
P0 – атмосферное давление.
0,30 , (5.5)где: J - число сценариев развития пожароопасных ситуаций (пожаров, ветвей логического дерева событий);
Qdj(a) - условная вероятность поражения человека в определенной точке территории (а) в результате реализации j-го сценария развития пожароопасных ситуаций, отвечающего определенному инициирующему аварию событию (принимаем равной пробит-функции Pr);
Qj - частота реализации в течение года j -го сценария развития пожароопасных ситуаций, год -1 (3
10-7 год -1). Величина индивидуального риска поражения волной избыточного давления в зависимости от расстояния от центра взрыва представлена в таблице 5.1.
Для поражения человека тепловым излучением величина пробит-функции описывается формулой:
, (5.6)где:
t - эффективное время экспозиции, с;
q - интенсивность теплового излучения, кВт/м2.
Величина эффективного времени экспозиции t для пожара пролива:
, (5.7)где:
t0 - характерное время, за которое человек обнаруживает пожар и принимает решение о своих дальнейших действиях, с (может быть принято равным 5);
х - расстояние от места расположения человека до безопасной зоны (зона, где интенсивность теплового излучения меньше 4 кВт/м2), м;
u- средняя скорость движения человека к безопасной зоне, м/с (принимается равной 5 м/с).
Условная вероятность поражения человека, попавшего в зону непосредственного воздействия пламени пожара пролива, принимается равной 1.
с Величина индивидуального риска поражения при воздействии теплового излучения =
Ответ:
Таблица 5.1. Индивидуальный риск поражения при воздействии волны избыточного давления в зависимости от расстояния от центра взрыва
| Расстояние от центра взрыва, х, м | Величина индивидуального риска, R,  |
| 6 | 120  |
| 7 |  |
| 8 |  |
| 9 |  |
| 10 |  |
Индивидуальный риск поражения волной избыточного давления становится приемлемым на расстоянии 46 м от центра взрыва.