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.
Vсв = 36 * 250 * 5 = 45 000 м3
КПа
где r = 0,055 кг / м3
rо = 1,225 кг / м3
Ро = 101 КПа (атмосферное давление)
То = 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 * Vсв = 0,055 * 45 000 = 2 475 кг
Рассчитаем тротиловый эквивалент взрыва:
Gтр
= 
кг
где Qтрот = 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.
DРф безоп = 20 КПа
DРф пораж = 65 КПа
В каждом В 10 000 м3 содержится пропан.
DРф безоп = 30 КПа
DРф пораж = 120 КПа
С - посёлок городского типа.
DРф безоп = 30 КПа
DРф 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:
V3А = 3 * 13 * 600 = 23 400 м3
Найдем вес сжатого бутана:
Gб = V3А * 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:
Vо =
м3
где n = 0,5 (для сжиженных газов под давлением)
М = 58 (молекулярная масса бутана)
Сстх = 0,0313 (объёмная концентрация стахостического состава)
Масса облака
М1 = Vо* rбут = 86 761 000 * 1,328 = 115 217 280 кг
где rбут = 1,328 кг / м3 (плотность бутана)
М2 = V3А * rбут = 23 400 * 1,328 = 31 075 кг
Радиус огненного шара рассчитаем по формуле:
Ro =
м
Определим массу тротилового эквивалента:
кг
где Qбут = 2776 КДж / кг (теплота взрыва бутана)
Qтрот = 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:
V3А = 3 * 10 000 = 30 000 м3
Найдем вес сжатого пропана:
Gп = V3В * 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:
Vо =
м3
где n = 1 (атмосферное давление)
М = 44 (молекулярная масса пропана)
Сстх = 0,0403 (объёмная концентрация стахостического состава)
Масса облака
М1 = Vо* rпроп = 220 563 950 * 1,315 = 290 041 590 кг
где rпроп = 1,315 кг / м3 (плотность пропана)
М2 = V3В * rпроп = 30 000 * 1,315 = 39 450 кг
Радиус огненного шара рассчитаем по формуле:
Ro =
м
Радиус эвакуации будет равен:
Rэ ~ 3,5Ro = 3,5 * 95,7 = 335 м
Определим массу тротилового эквивалента:
кг
где Qпроп = 2801 КДж / кг (теплота взрыва пропана)
Qтрот = 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 Rэ = 350 м.