Файл: Практическая работа 4 по дисциплине Охрана труда и промышленная безопасность Прогнозирование зон повышенного риска при аварии со взрывами.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 112

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Горно-нефтяной факультет

Кафедра безопасности жизнедеятельности
Практическая работа № 4

по дисциплине «Охрана труда и промышленная безопасность»

«Прогнозирование зон повышенного риска при аварии со взрывами»

Вариант №2

Выполнил: студент

группы РНГМ-22-1м

Кашапов Д.О.

Проверил: заведующий кафедрой

Черный К. А.

Пермь 2023

1. Расчет и оценка взрывов горючих газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в помещении.


Задание:

Провести оценку степени воздействия на человека (легкое, среднее, тяжелое, крайне тяжелое) (табл. 1) и степени воздействия взрыва на объект воздействия (высокое оборудование, установку, стойку и т.п.) (возможно ли смещение и опрокидывание объекта) в результате взрыва ГГ, ЛВЖ или ГЖ в помещении, используя данные, представленные в табл. 2.

Перед определением величин воздействия следует убедиться, достаточна ли концентрация газовоздушной смеси для взрыва.

Обратите внимание на единицы измерения параметров в формулах и в исходных данных, для решения задания необходимо их соответствие друг другу.

Номер варианта совпадает с номером последней цифры зачетной книжки студента.

Таблица 1.1

Характеристики поражений человека

действием воздушной ударной волны

Вид поражений
Характеристики поражения
Величина избыточного давления ΔР1, кПа

Безопасный уровень

<10

Легкие

Легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы и вывихи конечностей

10–40

Средние

Травмы мозга с потерей сознания, повреждения органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные переломы и вывихи конечностей

40–60

Тяжелые

Сильная контузия всего организма, повреждения внутренних органов и мозга, тяжелые переломы конечностей, возможны смертельные исходы
60–100

Крайне

тяжелые

Получаемые травмы очень часто приводят к смертельному исходу

> 100


Таблица 1.2

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

№ варианта
Масса горючего вещества, m, кг


Горючее вещество


Объем помещения, м3


Высота и ширина объекта, м


Площадь поперечного сечения объекта, м2


Масса объекта, кг


Коэффициент

трения


Коэффициент аэродинамического сопротивления


2
50
Бутан
800
1,4×0,2
0,2
50
0,8
0,4


Таблица 1.3

Показатели взрыво-пожароопасности горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

Вещество
Условные обозначения
Удельная теплота сгорания (взрыва), Qт, МДж/кг
Температура вспышки1

tвсп., °С
Концентрационные пределы взрываемости (воспламенения)2

Нижний

(НКПВ)
Верхний

(ВКПВ)

%

по

объему
г/м3

при

20 °С
%

по

объему
г/м3

при

20 °С

Нефть
ЛВЖ
43,0
35–120
1,4
42,0
6,5
195,0

Попутный нефтяной газ
ГГ
43,0
–
3,2
–
13,6
–

Бутан

ГГ
46,4
–
1,8
37,4
8,5
204,8

Метан

ГГ
50,7
–
5,28
16,66
15,4
102,6

Пропан

ГГ
47,0
–
2,31
36,6
9,5
173,8

Бензин

ЛВЖ
41,9
36
2,4
137,0
4,9
281,0

Водород

ГГ
141,8
–
4,09
3,4
80,0
66,4

Керосин

ЛВЖ
50,3
> 40
0,64
–
7.0
–

Скипидар

ЛВЖ
44,0
34
0,73
41,3
–
–

Пентан

ЛВЖ
46,0
44
1,47
32,8
8,0
238,5

Этан

ГГ
48,2
–
3,07
31,2
14,95
186,8

Ацетилен

ВВ3
49,0
–
2,5
16,5
82,0
885,6

Бутилен

ГГ
45,9
–
1,7
39,5
9,0
209,0

Пропилен

ГГ
46,5
–
2,3
34,8
11,1
169,0

Этилен

ВВ
47,8
–
3,11
35,0
35,0
406,0

Бензол

ЛВЖ
41,2
12
1,43
42,0
9,5
308,0

Толуол

ЛВЖ
41,5
4
1,25
38,2
7,0
268,0

Бутилен

ГГ
45,9
–
1,7
39,5
9,0
209,0

Пропилен

ГГ
46,5
–
2,3
34,8
11,1
169,0

Этилен

ВВ
47,8
–
3,11
35,0
35,0
406,0



Решение:

1. Перед определением величины избыточного давления ΔР1 как одного из главных параметров разрушительного действия взрыва следует убедиться, достаточна ли концентрация газовоздушной смеси для взрыва.

Концентрация смеси К, г/м3 определяется по формуле:



где m – масса газовоздушной смеси, г; Vсв – свободный объем помещения, принимаемый с учетом объема оборудования условно равным 80 % от геометрического объема помещения, м3.



Исходя из информации, представленной в таблице 3 можно сделать вывод о том, что концентрация смеси бутана попадает в промежуток между НКПВ и ВКПВ, следовательно, взрыв возможен.

2. Избыточное давление взрыва в помещении, где произошел взрыв ГГ, ЛВЖ и ГЖ в результате аварии определяется по формуле:



где m – масса ГГ, или паров ЛВЖ или ГЖ, поступивших из разгерметизированного в результате аварии технологического оборудования в помещение, кг; – количество тепла, выделяющегося при разложении (сгорании) указанных веществ (теплота сгорания истекающего вещества), кДж/кг, значения для некоторых веществ приведены в табл. 1.3; – начальное давление в помещении, как правило атмосферное = 101 кПа; – коэффициент участия горючего вещества во взрыве, z = 1,0 для водорода, = 0,5 для горючих газов (кроме H2); = 0,3 для ЛВЖ и ГЖ, нагретых до температуры вспышки и выше, = 0,3 для ЛВЖ и ГЖ, нагретых ниже температуры вспышки при наличии возможности образования аэрозоля; = 0 для ЛВЖ и ГЖ, нагретых ниже температуры вспышки при отсутствии возможности образования аэрозоля; – свободный объем помещения (разность между объемом помещения и объемом оборудования), принимается условно равным 80 % геометрического объема помещения
V, = 0,8 V, м3; = 1,29 – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре , кг/м3; =1,01 – теплоемкость воздуха, кДж/(кг⋅К); – начальная температура воздуха в помещении, можно принять = 293 К;

= 3 – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатический процесс горения.



Согласно информации, представленной в таблице 1.1, вид поражения относится к крайне тяжелому при этом, получаемые травмы очень часто приводят к смертельному исходу, так как величина избыточного давления ΔР1, > 100 кПа.

3. Воздействие на оборудование, установки и т.д. по скоростному напору взрыва:

Скоростной напор за фронтом ударной волны определяется по формуле:



где – начальное скоростное давление, кПа, P0 = 101 кПа.



3.1. Допустимый скоростной напор взрыва, Па, при котором не происходит опрокидывание высокого объекта с малой площадью определяется по выражению:



где a и b – высота и ширина объекта, м; F – вес объекта, Н; Cx – коэффициент аэродинамического сопротивления; S – площадь поперечного сечения объекта, м2.



Из условия что скоростной напор взрыва больше допустимого , то объект опрокинется.

3.2. Степень смещения объекта с малой площадью оценивается допустимым скоростным напором взрыва:



где f – коэффициент трения.



Из условия что скоростной напор взрыва больше допустимого , то объект сместится.
2. Расчет и оценка вероятности разрыва барабанных перепонок у работников.

Задание:

Оценить вероятность разрыва барабанных перепонок у работников из-за перепада давления в воздушной ударной волне, вызванной выходом в атмосферу и взрывом пропана, изначально хранящегося в емкости объемом Vбал, м3.

Работник находится на расстоянии R, м, от емкости. Плотность пропана 530 кг/м3, степень заполнения емкости – 80 % по объему, удельная теплота сгорания пропана 47,0 МДж/кг, тротила 4,52 МДж/кг. Коэффициент участия газа во взрыве z примите равным 0,1. Считать, что в течение времени, необходимого для выхода сжиженного газа из емкости, весь пропан испаряется.

Таблица 2.1

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

№ варианта
Расстояние до емкости, R, м
Объем емкости, ,

2
100
200


Таблица 2.2

Вид пробит-функции при поражающем действии ударной волны

Степень поражения
Пробит-функция (Pr)

Разрыв барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне




Таблица 2.3

Соотношение между значениями пробит-функции и

вероятностью поражения

P, %
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

0
–
2,67
2,95
3,12
3,25
3,36
3,45
3,52
3,59
3,66

10
3,72
3,77
3,82
3,90
3,92
3,96
4,01
4,05
4,08
4,12

20
4,16
4,19
4,23
4,26
4,29
4,33
4,36
4,39
4,42
4,45

30
4,48
4,50
4,53
4,56
4,59
4,61
4,64
4,67
4,69
4,72

40
4,75
4,77
4,80
4,82
4,85
4,87
4,90
4,92
4,95
4,97

50
5,00
5,03
5,05
5,08
5,10
5,13
5,15
5,18
5,20
5,23

60
5,25
5,28
5,31
5,33
5,36
5,39
5,41
5,44
5,47
5,50

70
5,52
5,55
5,58
5,61
5,64
5,67
5,71
5,74
5,77
5,81

80
5,84
5,88
5,92
5,95
5,99
6,04
6,08
6,13
6,18
6,23

90
6,28
6,34
6,41
6,48
6,56
6,64
6,75
6,88
7,05
7,19

99
7,33
7,37
7,41
7,46
7,51
7,58
7,65
7,75
7,88
8,09

Смотрите также файлы