Расчет параметров взрыва газовоздушных смесей
При взрыве газовоздушных смесей (ГВС) зону детонационной волны, ограниченную радиусом r0, можно определить по формуле
r0 = , м, (2.24)
где 1/ 24 - коэффициент, м/кДж1/3; Э - энергия взрыва смеси, определяемая из выражения Э = , кДж, (2.25) где С - стехиометрическая концентрация горючего по объему в %, для метана 9,45 об.%; rстх - плотность смеси стехиометрического состава, кг/м3, для метана составит 1,232 кг/м3; Qстх - энергия взрывчатого превращения единицы массы смеси стехиометрического состава, кДж/кг; V0 - свободный объем помещения, м3. Произведем расчет параметров взрыва газовоздушных смесей для наиболее опасного сценария С1: Данные для расчета: Qстх – для метана 2,763∙103 кДж/кг,
V0 =0,8∙Vп=0,8∙55250=44200 м3.
Э = =1592,1∙106, кДж,
r0 = =48,7, м,
Зона действия воздушной ударной волны (ВУВ) начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Давление во фронте ударной волны DРф зависит от расстояния до центра взрыва и определяется таблице 2.2, исходя из соотношения
DРф = f (r / r0), (2.26)
где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки.
Таблица 2.2- Зависимость DРф от расстояния до центра взрыва
Данные определенные по формуле 2.10 в соответствии с таблицей 2.2 занесем в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 – Зависимость избыточного давления на фронте ударной волны и расстояния до центра взрыва
Рассмотрим воздействие избыточного давления ударной волны на человека.
Таблица 2.4 – Воздействие избыточного давления ударной волны на человека
Избыточным давлением ударной волны будет поражен персонал компрессорной станции. Рассчитаем уровни разрушений при взрыве в здании компрессорной станции. 2.9 Расчет уровней разрушений при взрыве
Произведем расчет уровней разрушений при взрыве для наиболее опасного сценария С1 развития аварии. Расстояние от предполагаемого центра взрыва до объекта, т.е. радиус разрушений, который определяют по формуле:
, (2.27)
где W – тротиловый эквивалент взрыва, кг; К – константа соответствующих разрушений; Выделяют шесть основных зон опасности для следующих значений константы: 1) К=1 – условный радиус полного разрушения. 2) К=3,8 – зона полного разрушения зданий. 3) К=5,6 – зона 50%-го разрушения зданий. 4) К=9,6 – зона разрушений зданий без обрушения. 5) К=28 – зона умеренного разрушения зданий с разрушением дверей, оконных переплетов, внутренних перегородок. 6) К=56 – зона малого повреждения с разрушением около 10% остекления. Тротиловый эквивалент взрыва рассчитывается по формуле:
W= , (2.28)
где Z – доля приведенной массы паров, участвующих во взрыве (принимается Z=0,1), q – низшая теплота сгорания, кДж/кг (для прир. газа q = 53082,492 кДж/кг) qt – удельная энергия взрыва тротила, кДж/кг (qt = 4520 кДж/кг), m – общая масса газа, кг.
W = = 1212 кг.
Отсюда, согласно формуле 3.13 находим радиус разрушений:
R = K· = K·7,55.
Результаты расчетов по всем зонам опасности сведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5 – Зоны разрушений при взрыве природного газа
Ситуационный план рассматриваемого сценария развития аварии представлен в приложении А. Все полученные данные сведем в таблицу.
Таблица 2.6 – Сводная таблица
В связи с тем, что наличие очагов возгорания возможно, применение средств пожаротушения необходимо. Но на территории компрессорной станции располагается сеть пожарных гидрантов.
2.10 Расчет параметров завала, образовавшегося в результате взрыва
Рассчитаем параметры завала, образовавшегося в результате взрыва, для наиболее опасного сценария С1. Высота завала (h) – расстояние от уровня земли до максимального уровня обломков в пределах контура здания. Основными факторами, определяющими высоту завала, являются этажность здания и величина действующего давления во фронте воздушной ударной волны. Чем больше давление, тем дальше разлетаются обломки, что приводит к уменьшению высоты завала (рисунок 2.2). Максимальной по величине высота завала будет в том случае, если на здание подействует минимальное давление, вызывающее разрушение стен здания. За минимальное давление обычно принимают Pф=0,05МПа. Высоту завала можно определить из условия равенства объема образовавшегося завала
, (2.29)
и объема обелиска
, (2.30)
где А, В, Н - длина, ширина и высота здания, м; g - объем завала на 100 м3 строительного объема здания, принимаемый: для промышленных зданий – g = 20 м3; для жилых зданий – g = 40 м3; h – высота завала; L – дальность разлета обломков (при авариях со взрывом L=0,5H); Азав, Взав – длина и ширина завала.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема образования завала при различных давлениях Размеры завалов при взрыве в здании определяются по формулам
Азав= А+2L; Взав=В+2L (2.31)
Вне здания: Азав= А+L; Взав=В+L (2.32) Приравняв правые части формул (2.22) и (2.23), найдем высоту завала
, (2.33)
Из приложения Б видно, что полному разрушению подвергнутся здание компрессорной станции (А=85 м, В=65 м, Н=10 м, Азав=95 м, Взав=75 м) и установка подготовки газа (А=4 м, В=5 м, Н=4 м, по формулам 3.17: Азав=6 м, Взав=7 м). Таким образом, подставив значения получим высоту и объем завала, образовавшегося при полном разрушении строения
;
;
;
;
; .
Объем завала зданий, получивших сильную степень разрушения, принимают равным половине от объема завала полностью разрушенного здания. В зоне сильных разрушений находятся установка охлаждения газа (А=45м, В=20 м, Н=4 м, Азав=47 м, Взав=22 м), здание ремонтного управления (А=30 м, В=10 м, Н=3 м, Азав=33 м, Взав=13 м) и установка очистки газа (А=38 м, В=15 м, Н=4 м, Азав=40 м, Взав=17 м).
;
;
;
;
;
;
; ;
;
Общие потери людей на объекте будут суммироваться из чисел пострадавших в зданиях и вне зданий
Nоб = Nоб.зд + Nоб.откр., (2.34)
где Nоб.зд – пострадавшие, находившиеся в зданиях (17 человек); Nоб.откр – пострадавшие, находившиеся вблизи здания (0 человек). Следовательно, Nоб = 17+0=17 чел. Безвозвратные потери людей под завалами составят Nб = 0,6∙Nоб (2.35) Nб = 0,6×17=10 чел., а санитарные потери в завалах Nс = Nоб – Nб (2.36) Nс = 17 – 10=7 чел. Таким образом, общее число пострадавших при ЧС на компрессорной станции будет определяться как сумма пострадавших от избыточного давления ударной волны взрыва и пострадавших, находящихся под завалами:
Nсан=7+5=12; Nбезвозвр=10+0=10.
Общее число пострадавших при ЧС на компрессорной станции составит– 22 человека.
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1692)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |