Взрывы

Расчётное задание выполнил студент Осокин Евгений, группа 4016/1

Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Гидротехнический факультет

Кафедра "Защита в чрезвычайных ситуациях"

Санкт-Петербург 1998

Взрывы - это опасные процессы, имеющие место в нашей жизни. Они несут потенциальную опасность как для человека, так и для различных техногенных и природных объектов. Поэтому при проектировании различных объектов необходимо учитывать возможность случайного взрыва.

Задача №1

Лужская губа

корабль

административное здание

крытые склады

Размеры крытых складов 36 х 250 х 5 м

Склады на 50 % зыполнены углем

Безопасное давление фронта взрывной волны:

для корабля 2 КПа

для здания 5 КПа

Необходимо определить безопасное расстояние при возможном взрыве: от складов до административного здания - R₁ ,

от складов до корабля - R₂ .

Будем считать, что взорвётся 1 склад.

V_св = 36 * 250 * 5 = 45 000 м³

 КПа

где r = 0,055 кг / м³

r_о = 1,225 кг / м³

Р_о = 101 КПа (атмосферное давление)

Т_о = 293 К (исходная температура)

Q = 35 100 КДж / кг (теплота взрыва угольной пыли)

z = 0.5 (склады заполнены наполовину )

x = 1 (резервуар герметичен)

Найдём массу ГПВС:

m = r * V_св = 0,055 * 45 000 = 2 475 кг

Рассчитаем тротиловый эквивалент взрыва:

G_тр =  кг

где Q_трот = 4520 КДж / кг

z = 1

Построим график зависимости силы взрыва от удалённости от него.

Расчёт будем вести по формуле:

Результаты расчёта сведены в таблицу 1.

Таблица 1

R, м	50	200	500	600	700
DРф , КПа	78.4	22.1	6.4	5	4.3

По результатам расчёта в таблице 1 строим график 1.

Из графика видно, что безопасным расстоянием

-для корабля >300 м

-для административного здания > 200 м

Из приведенных выше расчётов следует :

- необходимо обеспечить безопасные расстояния для административ- ного здания и корабля.

- предусмотреть необходимые меры предосторожности от взрыва второго терминала, если взрыв одного уже произошёл.

Задача №2

Данные и обозначения:

В каждом А 13 х 600 м³ под давлением в 16 атм. содержится бутан.

DР_{ф безоп} = 20 КПа

DР_{ф пораж} = 65 КПа

В каждом В 10 000 м³ содержится пропан.

DР_{ф безоп} = 30 КПа

DР_{ф пораж} = 120 КПа

С - посёлок городского типа.

DР_{ф безоп} = 30 КПа

DР_{ф пораж} = 120 КПа

- определить безопасное расстояние между площадками с газовыми терминалами R₁

- определить безопасное расстояние между площадкой с газовым терминалом [2] до посёлка [3] R₂

Решение:

Будем считать, что на площадке [1] взорвутся 3 блока А

Найдём объём сжатого газа во взорвавшихся блоках:

V_3А = 3 * 13 * 600 = 23 400 м³

Найдем вес сжатого бутана:

G_б = V_3А * r = 23 400 * 0,601 = 14 063 т = 14 063 000 кг

где r = 0,601 т / м³ (плотность сжатого бутана)

Объем образовавшегося облака при взрыве:

V_о = м³

где n = 0,5 (для сжиженных газов под давлением)

М = 58 (молекулярная масса бутана)

С_стх = 0,0313 (объёмная концентрация стахостического состава)

Масса облака

М₁ = V_о* r_бут = 86 761 000 * 1,328 = 115 217 280 кг

где r_бут = 1,328 кг / м³ (плотность бутана)

М₂ = V_3А * r_бут = 23 400 * 1,328 = 31 075 кг

Радиус огненного шара рассчитаем по формуле:

R_o =  м

Определим массу тротилового эквивалента:

 кг

где Q_бут = 2776 КДж / кг (теплота взрыва бутана)

Q_трот = 4520 КДж / кг (теплота взрыва тротила)

Построим график зависимости силы взрыва от удалённости от него.

Расчёт будем вести по формуле Садовского:

Результаты расчёта сведены в таблицу 2.

Таблица 2

R, м	1 000	1 500	2 000	3 000	5 000
DРф , КПа	198	83	48	24	3

По результатам расчёта в таблице 2 строим график 2.

Будем считать, что на площадке [2] взорвутся 3 блока В

Найдём объём газа во взорвавшихся блоках:

V_3А = 3 * 10 000 = 30 000 м³

Найдем вес сжатого пропана:

G_п = V_3В * r = 23 400 * 0,582 = 17 460 т = 17 460 000 кг

где r = 0,582 т / м³ (плотность сжатого бутана)

Объем образовавшегося облака при взрыве:

V_о = м³

где n = 1 (атмосферное давление)

М = 44 (молекулярная масса пропана)

С_стх = 0,0403 (объёмная концентрация стахостического состава)

Масса облака

М₁ = V_о* r_проп = 220 563 950 * 1,315 = 290 041 590 кг

где r_проп = 1,315 кг / м³ (плотность пропана)

М₂ = V_3В * r_проп = 30 000 * 1,315 = 39 450 кг

Радиус огненного шара рассчитаем по формуле:

R_o =  м

Радиус эвакуации будет равен:

R_э ~ 3,5Ro = 3,5 * 95,7 = 335 м

Определим массу тротилового эквивалента:

 кг

где Q_проп = 2801 КДж / кг (теплота взрыва пропана)

Q_трот = 4520 КДж / кг (теплота взрыва тротила)

Построим график зависимости силы взрыва от удалённости от него.

Расчёт будем вести по формуле Садовского:

Результаты расчёта сведены в таблицу 3.

Таблица 3

R, м	2 000	2 500	3 000	3 500	4 000
DРф , КПа	87,1	56,3	40,3	30,9	24,8

По результатам расчёта в таблице 3 строим график 3.

Выводы:

Как видно из графиков 1 и 2 радиус поражения при взрыве на площадке [1] R = 1 200 м, а при взрыве на площадке [2] R = 2 300 м. Необходимо расположить площадки на расстоянии не менее 2 300 м друг от друга. Посёлок городского типа можно располагать за пределами R_э = 350 м.