|
Розрахунок параметрів зони НС при вибухах газоповітряних, паливоповітряних сумішей (ГПС, ППС)
Характерними рисами вибухів ГПС, ППС є: виникнення різних типів вибухів: детонаційного, дефлаграційного чи комбінованого (найбільш розповсюджений); утворення п'яти зон ураження: детонаційної (бризантної), дії продуктів вибуху (вогненної кулі), дії ударної хвилі, теплового ураження та токсичного задимлення; залежність потужності вибуху від параметрів середовища, у якому відбувається вибух (температура, швидкість вітру, щільність забудови, рельєф місцевості); створення концентрації продукту горіння в повітрі в межах нижньої та верхньої концентраційної межі (НКМ, ВКМ) для реалізації комбінованого чи детонаційного вибуху для ГПС і ППС Детонація - процес вибухового перетворення речовини з надзвуковою швидкістю. Дефлаграція - вибухове горіння з дозвуковою швидкістю. Зона горіння - частина простору, у якій утворюється полум'я чи вогненна куля з продуктів горіння. Зона дії ударної хвилі – територія, в межах якої можливі руйнування, пошкодження будівель та споруд, а також завдання шкоди людині через надмірний тиск ударної хвилі. Зона теплового ураження - частина простору, що примикає до зони горіння, у якому відбувається загоряння чи зміна стану матеріалів і конструкцій та вражаюча дія на незахищених людей. Зона токсичного задимлення – частина простору, що включає наведені вище зони. Визначення величин вражаючих факторів у відкритому просторі Радіус зони детонаційної дії: R1 =17,5× , [м], де М -маса ГПС, ППС у резервуарі, т. За М приймається 50% змісту резервуара при одиночному збереженні і 90% - при груповому. Надмірний тиск у фронті ударної хвилі в межах зони DРФ= 1700кПа. Радіус зони дії продуктів вибуху: R2 = 1,7×R1, м Надмірний тиск у зоні розльоту продуктів вибуху визначається за формулою (R1<Rоб<R2): DРФ @ + 50, кПа Радіус дії ударної хвилі визначається за залежністю: R3 = , м Надмірний тиск у зоні дії повітряної ударної хвилі (R2< Rоб < R3 ) обчислюється за формулою: DРФ = , кПа На підставі табл. 2 зробити висновки щодо ступеня руйнувань ОЕ. Розрахунок зони НС при вибухах газоповітряних, паливоповітряних сумішей (ГПС, ППС) приміщенні. У приміщеннях вибухонебезпечних об'єктів (цехах деревообробки, лакофарбових, складах палива, котелень, елеваторах) можливі вибухи і вибухове дефлаграційне горіння, у всьому об’ємі, оскільки межі приміщення не дають можливості розширюватися продуктам горіння. Надмірний тиск вибуху для індивідуальних пальних речовин, що складаються з атомів С, H, N, CI, Br, І, F визначається за формулою: DРmax = , кПа де Рmaх - максимальний тиск вибуху стехіометричної ГПС, ППС у замкнутому об’ємі, кПа визначається за довідником. Якщо дані відсутні, то приймають Рmaх = 900 кПа; Р0 - початковий тиск у приміщенні, кПа (приймають Р0 = 101 кПа); М- маса ГПС, що потрапила у приміщення в наслідок аварії, т; z - коефіцієнт участі пальної речовини у вибуху в приміщенні, дорівнює 0,5 - для пальних газів, промислового пилу; 0,3 - для легкозаймистих речовин (ЛЗР) і пальних рідин, нагрітих до температури спалаху і вище та при температурі нижче температури спалаху при утворенні аерозолю; сстх- стехиометрична концентрація газів чи пари, Сстх = ( - стехиометричний коефіцієнт кисню в рівнянні реакції горіння, дорівнює, = пс + , ( пс , пн , п0, nГ – кількість атомів С, Н, О та галогенів у молекулі пального); Vво - вільний об’єм приміщення, м3; rп(г) - щільність пари (газу) при Р0, кг/м3, визначається залежністю r п(г) = (Мр - молярна маса речовини, г/моль; tп - температура повітря в приміщенні, °С; j - коефіцієнт негерметичності приміщення і неадіабатичності процесу горіння, дорівнює 3. Примітка. Стехіометричною сумішшю називають оптимальний склад речовин, у якому кількість компонентів відповідає формулі хімічної реакції горіння. У реальних умовах для оперативних розрахунків доцільно використовують співвідношення DРmax = , кПа (*) де Т0 - температура повітря в приміщенні до вибуху, К; Qm - питома теплота вибуху ППС, ГПС, кДж/кг (табл. 3); Ср - теплоємність повітря, Ср = 1,01 кДж/кг×К; ρп - щільність повітря до вибуху (при Т0 , ρп = 1,2), кг/м3; j - коефіцієнт негерметичності приміщення і неадіабатичності процесу горіння, дорівнює 2,5. Радіус розкиду ГПС, ППС у приміщенні R0, м, розраховується за співвідношенням: R0 = , де Vз – загальний об’єм приміщення, м3. Примітка. 1) Вибух у приміщенні можливий тільки, коли значення фактичної густини речовини в повітрі більше небезпечної густини. Якщо у приміщенні стався вибух з ΔРф>30кПа, то воно, як правило, руйнується (частково або повністю). Вільний об’єм приміщення складає 80% від загального об’єму.
Розрахунок параметрів зон теплового впливу при вибуху ГПС (ППС) При загорянні хмари ГПС утворюється вогняна куля з радіусом Rвк із часом свічення tвк та інтенсивністю теплового випромінювання I, кДж/м2с, які визначаються за формулами: , [м], , [с], , [кДж/м2с], де R – радіус зони теплового впливу, м. Перетворюючи останню формулу можна визначити радіус дії вогняної кулі : , м де М -маса ГПС, ППС у резервуарі, кг, І* - задана інтенсивність теплового випромінювання, критерій ураження людини (табл. 4), кДж/м2с Тепловий імпульс U, кДж/м2, знаходять за формулою: U = I×tвк. Вражаючі дії ударної хвилі та теплового імпульсу визначаються шляхом порівняння обчислених значень DРф і U з табличними (табл. 5 та 6) втрати робітників та службовців на ОЕ в залежності від ступеню руйнувань будівель оцінити за допомогою табл.7.
Загрузка...
|
|
|