Файл: Практическая работа 4 по дисциплине Охрана труда и промышленная безопасность Прогнозирование зон повышенного риска при аварии со взрывами.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 465
Скачиваний: 16
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2.1. Для определения зависимости избыточного давления , кПа, во фронте ударной волны от расстояния R, м, до эпицентра взрыва газовоздушного облака часто используют формулу Садовского:где – приведенная масса пара или газа, участвующего во взрыве, кг, которая рассчитывается по формуле:где и – энергия взрывов рассматриваемого взрывчатого газообразного вещества и тринитротолуола (тротила) соответственно, кДж/кг; m – масса взрывчатого газообразного вещества, поступившего в окружающее пространство, кг; z – коэффициент участия горючих газов или паров в горении.Согласно таблице 6 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 составит 66 %.3. Расчет и оценка последствий взрыва аппарата (блока) под давлением.Задание:Провести оценку степени разрушения объекта (здания, сооружения и т.д.) (табл. 7), находящегося на расстоянии R, м, от эпицентра взрыва аппарата (блока) с нефтью под давлением, используя данные, представленные в табл. 3.2Степень заполнения аппарата (блока) – 80 % по объему, плотность нефти принять равной 1000 кг/м3, удельная теплота сгорания нефти 43,0 МДж/кг.Определить безопасное расстояние от аппарата (блока) для человека и жилой застройки.Таблица 3.1Зависимость степени разрушения элементов инженерно-технического комплекса от избыточного давления во фронте ударной волны ΔР1, кПа
Таблица 3.2ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
3.1 Энергетический потенциал взрывоопасности (энергия взрыва) Е (МДж) аппарата (блока), находящегося под давлением, определяется суммой полной энергией сгорания парогазовой фазы, находящейся в аппарате (блоке), и величины работы ее адиабатического расширения A:Определим общую массу нефти, участвующей во взрыве:Рассчитаем энергетический потенциал взрывоопасности (энергию взрыва) аппарата (блока), находящегося под давлением:Определим величину работы адиабатического расширения парогазовой фазы:где zM – масса парогазовых веществ, участвующих во взрыве, кг; z – коэффициент участия (доля приведенной массы) горючего вещества, участвующего во взрыве, в общем случае для неорганизованных парогазовых облаков в незамкнутом пространстве с большой массой горючих веществ доля участия во взрыве z может приниматься равной 0,1; M – общая масса участвующего во взрыве вещества, кг; – удельная энергия (удельная теплота сгорания вещества), МДж/кг; – начальное давление в аппарате (блоке), МПа; V – начальный объем взрывающегося (взрывающихся) ГГ, ЛВЖ или ГЖ, м3; – атмосферное давление, МПа, если принимается условие, что при аварийной разгерметизации аппарата (блока) происходит его полное раскрытие (разрушение);
k = 1,4 – показатель адиабаты для воздуха.3.2 Тротиловый эквивалент G, кг, при взрыве аппарата (блока) с находящимися в нем под давлением ГГ, ЛВЖ или ГЖ определяется согласно выражению:Определим тротиловый эквивалент при взрыве аппарата (блока) с находящимися в нём под давлением ГГ, ЛВЖ или ГЖ:где 0,4 – доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны (принимается, что на энергию образования ударной волны расходуется 0,4 полной энергии взрыва, а оставшаяся часть – 0,6 – расходуется на разлет осколков от взрыва); 0,9 – доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; = 4,52 МДж/кг – удельная энергия взрыва (удельная теплота сгорания) тринитротолуола (тротила).3.3 Избыточное давление , кПа, во фронте ударной волны при взрыве аппарата (блока) со сжатыми ГГ, ЛВЖ и ГЖ определяется по формуле Садовского:где R – расстояние от центра взрыва, м.Определим избыточное давление во фронте ударной волны при взрыве аппарата на расстоянии 250 м от центра взрыва:Согласно информации, представленной в таблице 3.1, складское кирпичное одноэтажное здание понесет сильное разрушение 30 <33,5<40 кПа, сильные разрушения – разрушение несущих конструкций и перекрытий, ущерб – 50 %, ремонт нецелесообразен. 3.4 Безопасное расстояние, м, от места взрыва для человека вычисляют по формуле:3.5 Безопасное расстояние, м, от места взрыва для жилой застройки:4. Расчет и оценка взрывы конденсированного (твердого) вещества.
Задание:Оценить вероятность сильного разрушения промышленного здания, при котором оно подлежит сносу, в случае взрыва G кг нитроглицерина, хранящегося на складе взрывчатых веществ. Промышленное здание находится на расстоянии R, м, от склада. Количество тепла, выделяемое при разложении нитроглицерина, равняется 6,22 МДж/кг, при разложении тротила – 4,52 МДж/кг.Исходные данные выбираются согласно таблице 4.1.
4.1 Для определения зависимости избыточного давления 1PΔ, кПа, во фронте ударной волны от расстояния R, м, до эпицентра взрыва конденсированного (твердого) взрывчатого вещества используют формулу Садовского:где Gтнт – тротиловый эквивалент взорвавшегося вещества, кг, который рассчитывается по формуле:где Qвв и Qтнт – энергия взрывов рассматриваемого взрывчатого вещества и тринитротолуола (тротила) соответственно, кДж/кг; G – масса взорвавшегося конденсированного (твердого) вещества, кг.Определим тротиловый эквивалент взорвавшегося вещества:Определим избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 150 м до эпицентра взрыва:4.2 Импульс фазы сжатия (кПа⋅с) для конденсированного (твердого) вещества находится по формуле: Определим импульс фазы сжатия:4.3 Определим пробит-функцию при поражающем действии ударной волны, которое вызывает разрушение промышленных зданий, при которых здания подлежат сносу:С помощью таблицы 4.2 определим вероятность поражения.
Таблица 4.2Соотношение между значениями пробит-функции ивероятностью поражения
| Объект | Разрушения | |||
| слабое | среднее | сильное | полное | |
| Складские кирпичные здания | 10–20 | 20–30 | 30–40 | > 40 |
Таблица 3.2ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
| № варианта | Начальное давление в аппарате (блоке), МПа | Объем аппарата (блока), м3 | Объект воздействия | Расстояние от объекта до центра взрыва, R, м |
| 2 | 0,5 | 100 | Складское кирпичное одноэтажное здание | 200 |
k = 1,4 – показатель адиабаты для воздуха.3.2 Тротиловый эквивалент G, кг, при взрыве аппарата (блока) с находящимися в нем под давлением ГГ, ЛВЖ или ГЖ определяется согласно выражению:Определим тротиловый эквивалент при взрыве аппарата (блока) с находящимися в нём под давлением ГГ, ЛВЖ или ГЖ:где 0,4 – доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны (принимается, что на энергию образования ударной волны расходуется 0,4 полной энергии взрыва, а оставшаяся часть – 0,6 – расходуется на разлет осколков от взрыва); 0,9 – доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; = 4,52 МДж/кг – удельная энергия взрыва (удельная теплота сгорания) тринитротолуола (тротила).3.3 Избыточное давление , кПа, во фронте ударной волны при взрыве аппарата (блока) со сжатыми ГГ, ЛВЖ и ГЖ определяется по формуле Садовского:где R – расстояние от центра взрыва, м.Определим избыточное давление во фронте ударной волны при взрыве аппарата на расстоянии 250 м от центра взрыва:Согласно информации, представленной в таблице 3.1, складское кирпичное одноэтажное здание понесет сильное разрушение 30 <33,5<40 кПа, сильные разрушения – разрушение несущих конструкций и перекрытий, ущерб – 50 %, ремонт нецелесообразен. 3.4 Безопасное расстояние, м, от места взрыва для человека вычисляют по формуле:3.5 Безопасное расстояние, м, от места взрыва для жилой застройки:4. Расчет и оценка взрывы конденсированного (твердого) вещества.
Задание:Оценить вероятность сильного разрушения промышленного здания, при котором оно подлежит сносу, в случае взрыва G кг нитроглицерина, хранящегося на складе взрывчатых веществ. Промышленное здание находится на расстоянии R, м, от склада. Количество тепла, выделяемое при разложении нитроглицерина, равняется 6,22 МДж/кг, при разложении тротила – 4,52 МДж/кг.Исходные данные выбираются согласно таблице 4.1.
| | № варианта |
| 2 | |
| Расстояние R, м | 150 |
| Масса нитроглицерина, хранящегося на складе G, т | 10 |
Таблица 4.2Соотношение между значениями пробит-функции ивероятностью 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 |