Praktikum

Решение:

Исходные данные: горючий газ - этилен; агрегатное состояние смеси - газовая; концентрация горючего в смеси С= 0,08 кг/м; стехиометрическая концентрация этилена с воздухом С= 0,09; масса топлива, содержащегося в облаке, М= 100 кг; удельная теплота сгорания горючего газа q= 4,6·10Дж/кг; окружающее пространство – загроможденное (вид1).

Задание: Определить степень поражения здания цеха и расположенного в нем персонала при взрыве облака ТВС.

1. Определяем эффективный энергозапас горючей смеси Е.

Так как С< С, следовательно, Е = Мq·2 = 100х4,6·10·2 = 9,2·10Дж.

Исходя из классификации веществ, определяем, что этилен относится к классу 2 опасности (чувствительные вещества). Геометрические характеристики окружающего пространства относятся к виду 1 (загроможденное пространство).

По экспертной табл. 22.2 определяем диапазон ожидаемого режима взрывного превращения облака топливно-воздушной смеси - первый, что соответствует детонации.
Для заданного расстояния 150 м определяем безразмерное параметрическое расстояние :

= R/E= 100·150/(9,2·10)= 7,16.

4. По соотношениям для падающей волны (14)-(19) находим: амплитуда фазы давления

P/P= 0,064 илиP= 6,5·10Па при P= 101 325 Па;

амплитуда фазы разрежения

P_/P= 0,02 илиP_ = 2·10Па при P= 101 325 Па;

длительность фазы сжатия

= 0,0509 с;

длительность фазы разрежения

_ = 0,127 с;

импульсы фаз сжатия и разрежения

II_ = 126,4 Па·с.

Форма падающей волны с описанием фаз сжатия и разрежения в наиболее опасном случае детонации газовой смеси может быть описана соотношением P(t) = 6,5·10(sin((t - 0,0509)/0,1273)/sin(-p 50,9/0,1273))exp(-0,6t/0,0509).

Используя полученные значения Pи I, по формулам п.4 имеем:

Pr= 2,69; Pr= 1,69; Pr= -11,67; Pr= 0,76; Pr= -13,21

(при расчете Prпредполагается, что масса человека 80 кг).

Это согласно табл. 22.3 означает 1 % вероятность разрушений производственных зданий. Вероятности остальных критериев поражения близки к нулю.

6. По соотношениям для отраженной волны (21)-(26) находим: амплитуда отраженной волны давления Pr/P= 0,14 илиPr= 1,4·10Па при P= 101325 Па;

амплитуда отраженной волны разрежения

Pr_/P= 0,174 илиPr_ = 1,74·10Па при P= 101325 Па;

длительность отраженной волны давления

= 0,0534 с;

длительность отраженной волны разрежения

t_ = 0,1906 с;

импульсы отраженных волн давления и разрежения:

I= 308 Па·с; I_ = 284,7 Па·с.

Форма отраженной волны при взаимодействии со стенкой

P(t) = 1,4·10(sin((t - 0,0534)/0,1906)/sin(-0,0534/0,1906))exp(-0,8906t/0,0534).

Используя полученные значения Pи I, по формулам п. 4 имеем:

Pr= 4,49; Pr= 3,28; Pr= -7,96; Pr= 1,95; Pr= -9,35.

Это согласно табл. 22.3 означает вероятности: 30 % повреждений и 4 % разрушений производственных зданий. Вероятности остальных критериев поражения близки к нулю.

Задача для самостоятельного решения:

В результате транспортной аварии на автодороге, проходящей по открытой местности, в безветренную погоду выброшено в воздух 10 т сжиженного пропана. Средняя концентрация пропана в образовавшемся облаке составила около 180 г/м. Воспламенение облака привело к возникновению взрывного режима его превращения.

Задание: Определить параметры воздушной ударной волны (избыточное давление и импульс фазы сжатия) на расстоянии 300 м от места аварии. Оценить вероятность поражения людей и разрушения зданий.

Содержание