Вибухи - це небезпечні процеси, що мають місце в нашому житті. Вони несуть потенційну небезпеку як для людини, так і для різних техногенних та природних об'єктів. Тому при проектуванні різних об'єктів необхідно враховувати можливість випадкового вибуху.
Завдання № 1
Лужская губа
корабель
адміністративна будівля
криті склади
Розміри критих складів 36 х 250 х 5 м
Склади на 50% зиполнени вугіллям
Безпечне тиск фронту вибухової хвилі:
для корабля 2 КПа
для будівлі 5 КПа
Необхідно визначити безпечну відстань при можливому вибуху: від складів до адміністративної будівлі - R 1,
від складів до корабля - R 2.
Будемо вважати, що вибухне 1 склад.
V св = 36 * 250 * 5 = 45 000 м 3
КПа
де r = 0,055 кг / м 3
r о = 1,225 кг / м 3
Р про = 101 кПа (атмосферний тиск)
Т о = 293 К (вихідна температура)
Q = 35 100 кДж / кг (теплота вибуху вугільного пилу)
z = 0.5 (склади заповнені наполовину)
x = 1 (резервуар герметичний)
Знайдемо масу ГПВС:
m = r * V св = 0,055 * 45 000 = 2475 кг
Розрахуємо тротиловий еквівалент вибуху:
G тр = кг
де Q тротилу = 4520 КДж / кг
z = 1
Побудуємо графік залежності сили вибуху від віддаленості від нього.
Розрахунок будемо вести за формулою:
Результати розрахунку зведені в таблицю 1.
Таблиця 1
R, м | 50 | 200 | 500 | 600 | 700 |
DР ф, кПа | 78.4 | 22.1 | 6.4 | 5 | 4.3 |
За результатами розрахунку в таблиці 1 будуємо графік 1.
З графіка видно, що безпечним відстанню
-Для корабля> 300 м
-Для адміністративної будівлі> 200 м
З наведених вище розрахунків слід:
- Необхідно забезпечити безпечні відстані для адміні-ного будівлі і корабля.
- Передбачити необхідні запобіжні заходи від вибуху другого терміналу, якщо вибух одного вже відбувся.
Завдання № 2
Дані та позначення:
У кожному А 13 х 600 м 3 під тиском в 16 атм. міститься бутан.
DР ф безоп = 20 кПа
DР ф пораж = 65 кПа
У кожному У 10 000 м 3 міститься пропан.
DР ф безоп = 30 кПа
DР ф пораж = 120 кПа
С - селище міського типу.
DР ф безоп = 30 кПа
DР ф пораж = 120 кПа
- Визначити безпечну відстань між майданчиками з газовими терміналами R 1
- Визначити безпечну відстань між майданчиком з газовим терміналом [2] до селища [3] R 2
Рішення:
Будемо вважати, що на майданчику [1] вибухнуть 3 блоки А
Знайдемо об'єм стислого газу під вибухнули блоках:
V 3А = 3 * 13 * 600 = 23 400 м 3
Знайдемо вага стисненого бутану:
G б = V 3А * r = 23 400 * 0,601 = 14 063 т = 14063000 кг
де r = 0,601 т / м 3 (щільність стисненого бутану)
Обсяг утворився хмари під час вибуху:
V о = м 3
де n = 0,5 (для зріджених газів під тиском)
М = 58 (молекулярна маса бутану)
З СТХ = 0,0313 (об'ємна концентрація стахостіческого складу)
Маса хмари
М 1 = V о * r пляшок = 86 761 000 * 1,328 = 115 217 280 кг
де r пляшок = 1,328 кг / м 3 (щільність бутану)
М 2 = V 3А * r пляшок = 23 400 * 1,328 = 31 075 кг
Радіус вогняної кулі розрахуємо за формулою:
R o = м
Визначимо масу тротилового еквівалента:
кг
де Q пляшок = 2776 КДж / кг (теплота вибуху бутану)
Q тротилу = 4520 КДж / кг (теплота вибуху тротилу)
Побудуємо графік залежності сили вибуху від віддаленості від нього.
Розрахунок будемо вести за формулою Садовського:
Результати розрахунку зведені в таблицю 2.
Таблиця 2
R, м | 1 000 | 1 500 | 2 000 | 3 000 | 5 000 |
DР ф, кПа | 198 | 83 | 48 | 24 | 3 |
За результатами розрахунку в таблиці 2 будуємо графік 2.
Будемо вважати, що на майданчику [2] вибухнуть 3 блоки У
Знайдемо обсяг газу під вибухнули блоках:
V 3А = 3 * 10 000 = 30 000 м 3
Знайдемо вага стисненого пропану:
G п = V 3В * r = 23 400 * 0,582 = 17 460 т = 17460000 кг
де r = 0,582 т / м 3 (щільність стисненого бутану)
Обсяг утворився хмари під час вибуху:
V о = м 3
де n = 1 (атмосферний тиск)
М = 44 (молекулярна маса пропану)
З СТХ = 0,0403 (об'ємна концентрація стахостіческого складу)
Маса хмари
М 1 = V о * r проп = 220 563 950 * 1,315 = 290 041 590 кг
де r проп = 1,315 кг / м 3 (щільність пропану)
М 2 = V 3В * r проп = 30 000 * 1,315 = 39 450 кг
Радіус вогняної кулі розрахуємо за формулою:
R o = м
Радіус евакуації буде дорівнює:
R е ~ 3,5 Ro = 3,5 * 95,7 = 335 м
Визначимо масу тротилового еквівалента:
кг
де Q проп = 2801 КДж / кг (теплота вибуху пропану)
Q тротилу = 4520 КДж / кг (теплота вибуху тротилу)
Побудуємо графік залежності сили вибуху від віддаленості від нього.
Розрахунок будемо вести за формулою Садовського:
Результати розрахунку зведені в таблицю 3.
Таблиця 3
R, м | 2 000 | 2 500 | 3 000 | 3 500 | 4 000 |
DР ф, кПа | 87,1 | 56,3 | 40,3 | 30,9 | 24,8 |
За результатами розрахунку в таблиці 3 будуємо графік 3.
Висновки:
Як видно з графіків 1 і 2 радіус ураження при вибуху на майданчику [1] R = 1 200 м, а під час вибуху на майданчику [2] R = 2 300 м. Необхідно розташувати майданчика на відстані не менше 2 300 м один від одного. Селище міського типу можна розташовувати за межами R е = 350 м