МОСКОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ
ТОНКОЇ ХІМІЧНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ
ім. М.В. ЛОМОНОСОВА.
Кафедра ЗОХП
Курсова робота
З дисципліни:
"Захист у надзвичайних ситуаціях"
Тема:
"Прогнозування наслідків руйнування хімічно небезпечного об'єкта. Оцінка стійкості інженерно - технічного комплексу об'єкта економіки до впливу повітряної ударної хвилі".
Варіант № 23
Виконавець: студентка V курсу
групи БМ-59 Мельникова О.А.
Перевірив: доцент Тащілін Г.М.
Москва 2006
Розділ 1. Прогнозування хімічної обстановки при руйнуванні резервуарів з ОХВ
Порядок виконання.
1. Визначення часу (тривалості) випаровування для кожного ОХВ Ті1, Ті2.
, Ч
-высота слоя ОХВ ( h =0,05м); де h-висота шару ОХВ (h = 0,05 м);
-плотность ОХВ, т/м3; d-щільність ОХВ, т/м3;
К2-коефіцієнт, що враховує фізико-хімічні властивості ОХВ;
К4 = 1;
К7-температурний коефіцієнт (для вторинного хмари).
=0,681 т/м3, К2=0,025, К7=1 при Т=0 º С; Для аміаку: d = 0,681 т/м3, К2 = 0,025, К7 = 1 при Т = 0 º С;
=1,570 т/м3, К2=0,010, К7=0,4 при Т=0 º С. для трихлористого фосфору: d = 1,570 т/м3, К2 = 0,010, К7 = 0,4 при Т = 0 º С.
ч
ч
2. Розрахунок сумарного еквівалентної кількості хлору, який перейшов у вторинну хмару:
, Т
-коэффициент, зависящий от физико-химических свойств i -го ОХВ; де К2 i-коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей i-го ОХВ;
-коэффициент токсичности i -го ОХВ; К3 i-коефіцієнт токсичності i-го ОХВ;
К4 і К5 = 1
- временной коэффициент: К6 i - тимчасового коефіцієнт:
0,8 при N <Ти; К6 = N 0,8 при N <Ті;
>Ти, при Ти<1, К6==1. К6 = Ті0, 8 при N> Ті, при Ті <1, К6 == 1.
-температурный коэффициент для i -го ОХВ (вторичное облако); К7 i-температурний коефіцієнт для i-го ОХВ (вторинна хмара);
-запасы i -го ОХВ на объекте, т; Qi-запаси i-го ОХВ на об'єкті, т;
-плотность i -го ОХВ, т/м3. di-щільність i-го ОХВ, т/м3.
Значення допоміжних коефіцієнтів беруться з таблиці П2
=2ч, Ти1=1,36ч, N >Ти1, К6=Ти0,8=1,360,8=1,28, К7=1 при Т=0 º С. Для аміаку К2 = 0,025, К3 = 0,04; N = 2ч, Ті1 = 1,36 год, N> Ті1, К6 = Ті0, 8 = 1,360,8 = 1,28, К7 = 1 при Т = 0 º С.
=2ч, Ти2=19,6 ч, N <Ти2, К6= N 0,8=20,8=1,74, К7=0,4 при Т=0 º С. Для трихлористого фосфору К2 = 0,010, К3 = 0,2; N = 2ч, Ті2 = 19,6 год, N <Ті2, К6 = N 0,8 = 20,8 = 1,74, К7 = 0,4 при Т = 0 º С.
э=20*1*1*(0,025*0,04*1,28*1*(50/0,681) +0,010*0,2*1,74*0,4*(20/1,570)) =2,24 т. Q е = 20 * 1 * 1 * (0,025 * 0,04 * 1,28 * 1 * (50 / 0,681) +0,010 * 0,2 * 1,74 * 0,4 * (20 / 1,570)) = 2 , 24 т.
3. Визначення глибини зони зараження Г ОХВ за допомогою таблиці методом інтерполювання по суміжних даними:
км.
4. Визначення граничної глибини переносу фронту хмари ЗВ:
* V , км ГПР = N * V, км
-время от начала аварии, ч; де N-час від початку аварії, год;
-скорость переноса фронта облака зараженного воздуха, при инверсии V =5 км/ч при U =1 м/с V-швидкість перенесення фронту хмари зараженого повітря, при інверсії V = 5 км / год при U = 1 м / с
ГПР = 2 * 5 = 10 км.
За розрахункову глибину Гр приймаємо менше з Гп і ГПР. Гр = 7,16 км.
5. Визначення площі зони можливого зараження:
в= π* Гр2* ψ/360, км2 S в = π * Гр2 * ψ/360, км2
де ψ-кутові розміри можливого зараження, град;
=1 м/с, ψ=180 град. при U = 1 м / с, ψ = 180 град.
в=3,14*7,162*180/360=80,49 км2. S в = 3,14 * 7,162 * 180/360 = 80,49 км2.
6. Площа зони фактичного зараження:
ф=К8*Гр2* N 0,2, км2 S ф = К8 * Гр2 * N 0,2, км2
де К8-коефіцієнт, що залежить від СВУВ; К8 = 0,081;
- время от начала аварии, ч N - час від початку аварії, год
ф=0,081*7,162*20,2 = 4,77 км2. S ф = 0,081 * 7,162 * 20,2 = 4,77 км2.
7. Ширина зони фактичного зараження:
, Км
км
8. Визначення можливих втрат виробничого персоналу:
Кількість відкрито розташованого персоналу:
о; Мо = М * m о;
Мо = 1000 * 0,85 = 850 чол.
Кількість персоналу, що знаходиться в будинках:
з; Мз = М * m з;
Мз = 1000 * 0,15 = 150 чол.
Втрати відкрито розташованого персоналу:
За = Мо * ро
Втрати персоналу, що знаходиться в будинках:
Пз = Мз * рз
Значення ро і рз беруться з таблиці 4.13
пр=80%: ро=25%, рз=14%. При m пр = 80%: ро = 25%, рз = 14%.
За = 850 * 0,25 = 212 чол;
Пз = 150 * 0,14 = 21 чол.
Загальні втрати виробничого персоналу:
П = По + Пз = чол.
П = 212 +21 = 233 чол.
Структура втрат:
Пл = 0,25 * П-легкого ступеня; Пл = 0,25 * 233 = 58 чол
Пср = 0,40 * П-середнього ступеня; Пср = 0,40 * 233 = 93 чол;
Пт = 0,35 * П-важкого ступеня. Пт = 0,35 * 233 = 82 чол.
9. Тривалість вражаючої дії ОХВ:
ТПД = Тімакс = 19,6 год
10. Визначення часу підходу хмари ОХВ до об'єкта (населеного пункту):
подх=Х/ V , ч t подх = Х / V, ч
де Х-відстань від джерела зараження до заданого об'єкта, км;
- скорость переноса фронта облака зараженного воздуха, км/ч. V - швидкість переносу фронту хмари зараженого повітря, км / ч.
подх=7/5=1,4 ч. t подх = 7 / 5 = 1,4 ч.
Зведена таблиця результатів:
Ті1 | Ті2 | э Q е. | Г | ГПР | Гр | в S в | ф S ф | Ш | П | ТПД | t |
1,36 | 19,6 | 2,24 | 7,16 | 10 | 7,16 | 80,49 | 4,77 | 0,85 | 233 | 19,6 | 1,4 |
12. Висновки з оцінки обстановки та рекомендації щодо захисту персоналу та населення.
в=80,49 км2, Г=7,16 км), места, времени и характера аварии, направления зоны распространения облака ОХВ и его поражающие факторы, способов защиты и правил эвакуации. При виникненні аварії в першу чергу проводиться оповіщення персоналу по внутрішній системі із зазначенням меж небезпечної зони (S в = 80,49 км2, Г = 7,16 км), місця, часу і характеру аварії, напрямку зони розповсюдження хмари ОХВ і його вражаючі чинники , способів захисту та правил евакуації.
Для захисту необхідно використовувати протигази, респіратори та інші ЗІЗ. У них люди повинні перебувати протягом усього періоду повного випаровування ОХВ.
( H 2 SO 4)). Знезараження ОХВ (зокрема, аміаку і трихлористого фосфору) необхідно проводити дегазацією за допомогою спеціальних дезактивуючих рецептур, (10% водним розчином HCl (H 2 SO 4)).
Розділ 2. Прогнозування інженерної обстановки при наземному вибуху газо-повітряної суміші (ГВП)
Порядок виконання.
1. Визначення зони дії детонаційної хвилі, обмеженою радіусом:
, М
м
де 18,5-емпіричний коефіцієнт;
- масса сжиженных углеводородных газов в резервуаре, т; Q - маса зріджених вуглеводневих газів в резервуарі, т;
К - коефіцієнт переходу речовини в ГВП.
2. от центра взрыва ГВС. Визначення надлишкового тиску в зоні ВУВ на відстані r від центра вибуху ГВС.
/ r 0) Для розрахунку обчислюємо безрозмірний радіус: Ř = 0,24 * (r / r 0)
Ř = 0,24 * (1400/114, 57) = 2,93
При Ř> 2 Δ Росії , КПа
Δ Росії кПа
Перевіряємо вийшло значення за таблицею 3.1-результати сходяться.
Тиск чинне (реальне) обчислюємо за формулою:
Δ Рд = Δ Росії * α
де α-кутовий коефіцієнт.
Δ Рд = 9,84 * 2 = 19,68 кПа
3. Ступінь і характер руйнувань (пошкоджень) визначаються шляхом порівняння чинного тиску з критичним для елементів будівель та будівель в цілому.
Δ Рд = 19,68 кПа - слабкі руйнування (у разі безкаркасних конструкцій 10 - 20 кПа).
Характер руйнувань промислових об'єктів ВУВ: руйнування частини допоміжних цехів, окремих ділянок технологічних комунікацій; в цехах пошкодження дахів, перегородок, комунікацій, елементів АСУ.
Можливо відновити будівлю після аварії, необхідно замінити прийшло в непридатність обладнання. Поразка отримає приблизно 10-15% персоналу об'єкта.
Розділ 3. Прогнозування пожежної обстановки
Порядок виконання.
1. Щільність теплового поки від факела за рахунок променистого теплообміну:
ф-плотность теплового потока от факела, Вт/м2; де q ф-щільність теплового потоку від факела, Вт/м2;
ε пр-наведена ступінь чорноти;
де ε ф-ступінь чорноти факела, ε ф = 0,80
ε м-ступінь чорноти матеріалу, ε м = 0,85
С0-коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, С0 = 5,7 Вт/м2К4
Тф-температура факела полум'я, Тф = 1373К
Тсам-температура самозаймання деревини, Тсам = 568К
φ2, 1 - повний коефіцієнт опромінення:
φ2, 1 = 4 * φ
и b / l ; де φ-коефіцієнт опромінення для ¼ площі факела визначається за номограмме залежно від наведених розмірів факела а / l і b / l;
=0,3*18=5,4 м; де а-половина висоти факела, для ГР: а = 0,5 * 0,6 d = 0,3 * 18 = 5,4 м;
-половина ширины факела, b =0,5 d =0,5*18=9м; b-половина ширини факела, b = 0,5 d = 0,5 * 18 = 9м;
-расстояние до облучаемой поверхности, м. l-відстань до облучаемой поверхні, м.
=5,4/42=0,13; b / l =9/42=0,21 а / l = 5,4 / 42 = 0,13; b / l = 9 / 42 = 0,21
За номограмі φ = 0,008
φ2, 1 = 4 * 0,008 = 0,032
Вт/м2
2. Повна щільність теплового потоку від джерела полум'я:
фп= q ф*Кв q фп = q ф * Кв
ф-плотность теплового потока от факела, Вт/м2; де q ф-щільність теплового потоку від факела, Вт/м2;
=3 м/с. Кв-вітрової коефіцієнт Кв = U = 3 м / с.
фп=4404,48 *3 =13213,44 Вт/м2 q фп = 4404,48 * 3 = 13213,44 Вт/м2
кр): Критерій пожежної безпеки - не перевищення критичної щільності теплового потоку (q кр):
фп< q кр q фп <q кр
фп=13213,44 Вт/м2 превышает критическую для дерева ( q кр=12800 Вт/м2), следовательно объект загорится. Висновок: повна щільність теплового потоку q фп = 13213,44 Вт/м2 перевищує критичну для дерева (q кр = 12800 Вт/м2), отже об'єкт зажевріє.
Порядок виконання.
Завдання № 1:
0: Визначення радіуса зони детонаційної хвилі r 0:
, М
н – масса сжиженных углеводородных газов в резервуаре, т; де Q н - маса зріджених вуглеводневих газів в резервуарі, т;
Кн - коефіцієнт переходу речовини в ГВП.
1. 1: Визначення безрозмірного радіусу Ř ударної хвилі на відстані r 1:
Ř = 0,24 * (r1/r0) = 0,24 * (600/127, 84) = 1,13
1-расстояние от эпицентра взрыва до объекта, м; де r 1-відстань від епіцентру вибуху до об'єкта, м;
2. 1 в зависимости от Ř: Визначення надлишкового тиску Δ Росії на відстані r 1 в залежності від Ř:
При Ř ≤ 2 Δ Росії , КПа
Δ Росії кПа
3. Визначення коефіцієнта поразки Кп:
Кк - коефіцієнт конструкції (для каркасною = 2);
Км - матеріалу стін (для цегли = 1,5);
Кс - сейсмостійкості (сейсмостійкості конструкцій = 1,5)
Кв-висотності будівлі:
=1, т. к. Q =0 ККР - коефіцієнт кранового обладнання, ККР = 1 +4,65 * 10-3 * Q = 1, тому що Q = 0
4. Ступінь руйнування будинку визначається значенням коефіцієнта поразки.
При Кп = 39,13 будівлю отримає середні руйнування.
Характер руйнування: руйнування частини технологічних цехів, пошкодження комунікацій (енерго - і водопостачання), руйнування частини обладнання.
Завдання № 2:
1. 2: Визначення безрозмірного радіусу Ř ударної хвилі на відстані r 2:
Ř = 0,24 * (r2/r0) = 0,24 * (700/127, 84) = 1,31
2-расстояние от эпицентра взрыва до объекта, м; де r 2-відстань від епіцентру вибуху до об'єкта, м;
2. 2 в зависимости от Ř: Визначення надлишкового тиску Δ Росії на відстані r 2 в залежності від Ř:
При Ř ≤ 2 Δ Росії , КПа
Δ Росії кПа
3. 2: Визначення швидкісного напору повітря на відстані r 2:
, Па
де Р 0 - атмосферний тиск дорівнює 101325 Па
4. см: Визначення сили зсуву F см:
см = ΔP ск* Cx * S = 3495,87*1,6*4,0 = 22373,57 Н F см = ΔP ск * Cx * S = 3495,87 * 1,6 * 4,0 = 22373,57 Н
= l * h =2,0*2,0=4,0 м2 – площадь Миделя S = l * h = 2,0 * 2,0 = 4,0 м2 - площа миделя
5. тр: Визначення утримує сили незакріпленого предмета F тр:
тр = f тр* m * g = 0,5*3800*9,81 = 18639 Н F тр = f тр * m * g = 0,5 * 3800 * 9,81 = 18639 Н
– ускорение свободного падения = 9,81 м/с2, де g - прискорення вільного падіння = 9,81 м/с2,
см > F тр, то оборудование необходимо закрепить усилием Q = F см - F тр = 22373,57 – 18639 = 3734,57 Н Т. до F см> F тр, то обладнання необхідно закріпити зусиллям Q = F см - F тр = 22373,57 - 18639 = 3734,57 Н
Завдання № 3.
1. 3: Визначення безрозмірного радіусу Ř ударної хвилі на відстані r 3:
Ř = 0,24 * (r3/r0) = 0,24 * (1500 / 1 27,84) = 2,82
3-расстояние от эпицентра взрыва до объекта, м; де r 3-відстань від епіцентру вибуху до об'єкта, м;
2. 3 в зависимости от Ř: Визначення надлишкового тиску Δ Росії на відстані r 3 в залежності від Ř:
При Ř> 2 Δ Росії , КПа
Δ Росії кПа
3. 3: Визначення швидкісного напору повітря на відстані r 3:
Па
4. Сумарна зусилля болтів кріплення, що працюють на розрив:
, Н
Н
Отже, при даному Рск = 373,58 Па колона встоїть без кріплення.
Завдання № 4.
1. 4: Визначення безрозмірного радіусу Ř ударної хвилі на відстані r 4:
Ř = 0,24 * (r4/r0) = 0,24 * (800/127, 84) = 1,5
4-расстояние от эпицентра взрыва до объекта, м; де r 4-відстань від епіцентру вибуху до об'єкта, м;
2. 4 в зависимости от Ř: Визначення надлишкового тиску Δ Росії на відстані r 4 у залежності від Ř:
При Ř ≤ 2 Δ Росії , КПа
Δ Росії кПа
3. 4: Визначення швидкісного напору повітря на відстані r 4:
Па
4. Визначення можливого інерційного пошкодження приладу:
Оскільки Пуд <Пдоп (50,79 <60), то прилад не отримає ударного ушкодження.