Расчет зоны ЧС при взрыве емкости, находящейся под давлением газа (пара).

Взрыв емкостей, находящихся под давлением, относится к группе физических взрывов, при которых при разрушении емкости происходит быстрое расширение газа и образование ударной волны и поля осколков. Наиболее частые причины такой ЧС: падение резервуара, разрывы швов. Энергия взрыва, Дж, определяется по формуле:

(6.1)

 

где Рr— давление газа в емкости, Па; Р0— атмосферное давление, Па; V0 — объем емкости, м3; у — значения показателя адиабаты (см.табл. 4).

Таблица 4

Значения показателя адиабаты некоторых газов

 

Газ, среда	у=Cр /Су
Воздух, водород, окись углерода, азот, кислород	1,4
Метан, углекислый газ	1,3
Пары воды	1,135
Аргон, гелий	1,67
Ацетилен	1,24
Хлор	1,36
Сернистый газ	1,29
Сероводород	1,34

После разрушения здания (резервуара) образуется воздушная ударная волна и поле осколков. Энергия взрыва распределяется по соотношению:

 

(6.2)

где Е— энергия взрыва в помещении; Е_удв — энергия, идущая на образование ударной волны (Е_удв = 0,6Е); Е_оск — энергия, идущая на разлет осколков (Е_оск = 0,4Е).

Определяем (с учетом соотношения Е_удв = 0,6Е) массу эквивалентного заряда, кг, по формуле:

(6.3)

 

где Q_VTHT - теплота взрыва тротила, Q = 4,52*10⁶ кДж/кг.

Избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии R определяется по формуле М.А.Садовского:

 

(6.4)

где ∆Рф — избыточное давление, кПа; G — масса тротилового заряда, кг; R — расстояние от центра взрыва до объекта, м.

Примечания: 1. Формула справедлива для наземного взрыва, а также для воздушного взрыва на R > 8Н, Н — высота взрыва, м.

2. Для ВВ (кроме тротила) вместо «G» в формулу подставляется значение G = aG. Величину G называют тротиловым эквивалентом.

Дальность разлета осколков зданий, сооружений и вулканических камней Lmax, м, определяется по формуле

(6.5)

где g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с; V₀ — начальная скорость полета осколков, м/с, вычисляется по соотношению

 

(6.6)

где М₀ — суммарная масса осколков, равная массе здания, резервуара, кг; М — масса горючего вещества, кг; Qv — удельная теплота взрыва вещества, Дж/кг; Ррск — доля энергии, идущая на разлет осколков (Ррск = -0,4).

Формула для определения L,мax дает завышенные значения, так как рассчитана для полета осколков в безвоздушном пространстве. Поэтому дальность полета осколков ограничивают соотношением (Lx):

L_max> L_x (6.7)

L_x=238* = 238* (6.8)

Масса цилиндрического резервуара:

(6.9)

Масса шарового резервуара:

(6.10)

Объемы соответственно:

(6.11)

(6.12)

где d — удельный вес железа (металла), d=7,8 г/см3;

— толщина оболочки, см; r и r₁ - внешний и внутренний радиус резервуара, см; h — длина цилиндрического резервуара, см. Исходные данные приведены в табл.5.

Таблица 5

Варианты по расчету зон ЧС при взрывах резервуаров

 

№ п/п	Тип уезервуара	Размеры резервуара, м	Газ	Расстоя­ние до объекта R,m	Давление в резервуаре Рг, Па
	Цилиндриче­ский	L=12;r=4, σ=1 см	Водо­род		106
	Шаровой	г= 10, σ=2 см	Аргон		106
	»	г=5, σ=1 см	Водо­род		5*105
	Цилиндриче­ский	1=15; r=3, σ=3 см	Метан		8*105
	»	L=15;r=3, σ=3 см	Пары воды		106
	»	L=15;r=3, Σ=3 см	Кисло­род		106
	Шаровой	г=12, σ=2 см	Сернис­тый газ		10б
	»	г=5. σ=1 см	Серово­дород		9*105
	Цилиндриче­ский	L=10;r=3, σ=1 см	Ацети­лен		106
	»	L=15;r=3. σ=3 см	Хлор		106
	Шаровой	г=10, σ=2 см	Гелий		5*105
	»	г=10, σ=2 см	Пары воды		106
	»	г=12, σ=2 см	Окись углеро­да		9*105
	Шаровой	1=12, σ=2 см	Воздух		106
	»	г=12, σ=3 см	Пары воды		106
	»	г=5, σ=1 см	Серово дород		106
	Цилиндрический	L=10; г=2, σ=1 см	Метан		8*105
	»	L=15; r=3, σ=3 см	Водо­род	ПО	106
	Шаровой	Г=10, σ=4 см	Пары воды		7*105
	»	r=10, σ=2 см	»		106
	»	г=12, σ=3 см	Окись углеро­да		9*105
	»	г=14, σ=3 см	Воздух		106
	»	г=12, σ=3 см	Пары воды		106
	Цилиндрический	L=10;r=2, σ=2 см	Водо­род		106
	»	L=15;r=3, σ=2 см	Метан	ПО	106
	Шаровой	г=10, σ=3 см	Пары воды		106
	Цилиндрический	L=12;r=4, σ=1 см	Метан		106
	Шаровой	г=10. σ=4 см	Гелий		106
	Цилиндрический	L=14; г=5, σ=2 см	Окись углеро­да		7*105
	Шаровой	г=15, σ=3 см	Гелий		106

 

 

_{Практическое занятие №7.}