Расчет парамеиров поражающих факторов в условиях чрезвычайных ситуаций

Источником энергии  при взрыве могут быть как химические, так и физические процессы. Взрывы сжатых и сжиженных газов – взрывы, энерговыделение при которых обусловлено физическими процессами, связанными с адиабатическим расширением парогазовых сред и перегревом жидкостей.

К взрывчатым веществам  могут быть отнесены любые вещества, способные к взрывчатому превращению, однако на практике к ВВ относят вещества, обладающие следующими свойствами:

- достаточно высокое  содержание энергии в единице  массы и большая мощность, развиваемая  при взрыве;

- пределами чувствительности  к внешнему воздействию, обеспечивающие как достаточную безопасность, так и легкость возбуждения взрыва.

На промышленных предприятиях наиболее взрывоопасными являются образующиеся в нормальных или аварийных условиях газовоздушные и пылевоздушные  смеси (ГВС и ПлВС).

Исходные данные

№   варианта	Взрывчатые  вещества	Масса ВВ, кг	Расстояние  до объекта по (табл. 3.4),   R, м	Горючий компонент (ГПВС)	Емкость,  Q, т	Расстояние,   R, м
7	Гранулит М	500	300	Пропан	120	250

Оценка степени  опасности в очаге поражения  при взрыве твердых взрывчатых веществ.

Определить  радиус зоны детонации.

Определим параметры  воздушно-ударной волны при взрыве Гранулита М массой 500 кг на расстоянии 300 м от человека.

Примем форму заряда сферической и исходя из этого  определяем объем по формуле:

 

V = M/r,

 

где r = 0,85 г/см³ – плотность гранулита М.

 

V = M / r_А = 16050 / 0,85 = 18882,35 (см³)

 

Радиус сферы определяем из формулы объема шара:

 

R_o =

 

Определение радиуса  зоны действия продуктов взрыва.

Продукты взрыва, вызывающие бризантное действие действуют на расстоянии примерно до 20×R_o

 

20×R_o = 20 × 0,0819 = 1,638 м.

 

Поэтому бризантное действие взрыва 500 кг гранулита М будет на расстоянии до1,638 м.

Определение степени  поражения объектов, находящихся  на заданном расстоянии от центра взрыва.

При расчете параметров ВУВ при взрывах различных химических ВВ с энергией взрыва Q (кДж/кг) величину массы ВВ следует умножить на коэффициент, равный отношению энергии взрыва Q данного ВВ к энергии взрыва тротила Qт = 4240 кДж/кг (табл. 3,1). По условию задачи — взрывчатое вещество: гранулит М.

 

Мэт = .

 

Используя данные таблицы 3.1 рассчитаем тротиловый эквивалент для гранулита М массой 500 кг:

 

Мэт = 500*3852/4240 = 454,25 кг.

 

Приведенное расстояние определяем по формуле:

 

 

 

Давление D Р_ф (в МПа) для свободно распространяющейся сферической ВУВ определяется по формуле:

 

Р_ф = .

 

Следовательно, для вычисленного R_п давление ВУВ будет:

 

Р_ф = (0,084/54)+(0,27/54²)+(0,7/54³)=0,0016 кПа

 

По условию задачи на расстоянии 300м от взрыва находятся стены кирпичных зданий в 2,5 кирпича (предельная величина Р_пр = 53 кПа). Давление ВУВ ( Р_ф = 0,0016 кПа) не превышает предельную величину Р_пр. Следовательно, элементы сохранят свою ремонтопригодность.

Определение влияния  взрыва на человека, открыто находящегося в районе указанного в п.3.3 объекта.

По формулам и значениям  из пункта 3.3 видно, что человек, находящийся в момент взрыва 500 кг гранулита М возле указанного объекта на расстоянии 300 м при таком давлении ВУВ не получит повреждений.

Оценка степени  опасности в очаге поражения  при взрыве газопаровоздушной смеси.

Определить  радиус зоны детонации.

Определим параметры  воздушно-ударной волны при взрыве ГПВС этилена массой

Q = 120 т на расстоянии 250 м от человека.

Приближенная формула  для определения объема облака (м³):

 

V₀ =

 

m_г – молекулярная масса горючего вещества: 44;

C_стх – объемная концентрация стехиометрической смеси (табл. 3.2): 4,03 %.

К = 0,5, т.к. пропан – сжиженный газ.

 

V₀ = (22,4*0,5*120000)/(44*4,03)= 757951 м³

 

Определяем радиус R₀ полусферического облака ГПВС:

 

R₀=

 

Определение степени  поражения объектов, находящихся на заданном расстоянии от центра взрыва.

Расчёт максимума избыточного  давления взрыва на соответствующих  расстояниях ведется с применением "приведенных" расстояний и давлений по тротиловому эквиваленту наземного  взрыва полусферического облака М_Т:

 

,

 

где – масса горючего облака

r_стх = 1,315 кг/м³;

Q_Т – энергия взрыва тротила (Q_Т = 4184 кДж/кг );

Q_м.стх = 2801 кДж/кг (таб.3.2).

Масса горючего облака пропана будет равна:

 

М = 1,315*757951 = 996706 кг.

М_Т = (2*996706*2801)/4184= 1334499 кг

 

Для расстояния R = 250 м и при М_Т = 1334499 кг пропана вычисляем “приведенное” расстояние:

 

 

 

Максимальное избыточное давление ударной волны:

 

DР_м = Р₀· ,

 

где Р₀ =101,3 кПа – атмосферное давление.

определяется из выражения:

 

,

 

 

Следовательно,

Определяем максимальное избыточное давление ударной волны:

 

DР_м =101,3×0,141 = 14,28 кПа.

 

Исходя из количества вещества и степени перехода его  в стехиометрическую смесь с учетом коэффициента К условный (расчетный) радиус зоны детонационной волны R_о (м) определяется по формуле:

 

R_o = 18,5 = 68,15 м

 

По условию задачи на расстоянии 300м от взрыва находятся стены кирпичных зданий в 2,5 кирпича (предельная величина Р_пр = 53 кПа). Давление ВУВ ( Р_ф = 14,28 кПа) не превышает предельную величину Р_пр. Следовательно, элементы не будут разрушены и сохранят свою ремонтопригодность.

Определение влияния  взрыва на человека, открыто находящегося в районе указанного в п.3.2 объекта.

По формулам и значениям  из пункта 3.2 видно, что человек, находящийся в момент взрыва 120 т пропана возле указанного объекта на расстоянии 300 м при таком давлении ВУВ не погибнет.

 

Список используемой литературы

 

1) Атаманюк В.Г. и  др. Гражданская оборона: Учеб. для  вузов. - М.: Высш. шк., 1986. – 207 с.

2) Белов С.В., Ильницкая  А.В. и др. Безопасность жизнедеятельности:  Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 2004. – 606 с.

3) Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. для вузов. – Л.: Химия, 1979. – 720 с.

4) Расчет параметров  поражающих факторов в условиях  чрезвычайных ситуаций: Методические  указания к курсовой работе  по дисциплине «Безопасность  жизнедеятельности», Мурманск, 2001