Взрыв газовоздушной смеси

    В очаге взрыва газовоздушной смеси выделяют три круговые зоны:

- зону детонационной волны (зона - 1);

- зону действия продуктов взрыва (зона -11);

- зону воздушной взрывной волны (зона -111).

“Зона-1” находится в пределах облака взрыва. Радиус зоны (R) можно опреде­лить по формуле:    R1 = 18,5
где Q - количество сжиженного газа, т.

Этот радиус может составлять от десятков до сотен метров. В пределах "Зоны-1" действует избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф1, кото­рое можно считать постоянным и равным 1700 кПа.

“Зона 11” охватывает всю площадь разлета продуктов газшной смеси в ре­зультате ее детонации. Радиус зоны определяют по формуле: R2 = 1,7 R₁.

Избыточное давление в пределах зоны - 11 может быть определено
по формуле:      R 2 = 1,7R1

Избыточное давление в пределах зоны - 11 может быть определено по фор­муле:       

Δт™₂=1300

где R - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

“Зона 111” формируется в радиусе действия воздушной ударной волны (взрывной волны), распространяющейся по поверхности земли. Оценку избы­точного давления в любой точке зоны 111 в зависимости от расстояния до центра взрыва газовоздушной смеси R, производят следующим образом:

а) определяют относительную величину ψ (пси), характеризующую рас­стояние от центра взрыва.

ψ=0,24

где R3 больше или равно R2 м.

б) расчет избыточного давления во фронте взрывной волны ведут исходя из значений величины ψ:

при ψ < 2

ΔРф3 = , кПа

при ψ>2

Рф₃ = , кПа

Взрыв газовоздушной смеси может происходить и в замкнутом объеме, например в шахтах.

Характер разрушений зданий, сооружений и оборудования, а также сте­пень поражения людей, вызванные получейным избыточным давлением, могут приниматься такими же, как и при оценке последствий воздействия избыточного давления во фронте ударной волны ядерного взрыва.

Поскольку, как говорилось выше, пожар - это неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и соз­дающий опасность для жизни людей, необходимо организовать противопожар­ную защиту и комплекс профилактических мероприятий с целью предупрежде­ния пожаров, ограничения их распространения и создание условий для безо­пасности людей. Для этого предусматриваются способы тушения (прекращения), основными из которых являются:

- охлаждение зоны реакции или горения;

- разбавливание реагирующих веществ;

- изоляция реагирующих веществ в зоне горения;

- химическое торможение реакции горения.
Защитными мероприятиями в условиях пожара являются:

- тушение пожара;

- оповещение персонала;

- использование средств индивидуальной и коллективной защиты;

- экстренный вывод людей из зоны пожара;

- медицинская помощь пострадавшим.

Профилактикой возникновения взрывов и пожаров нужно считать увели­чение огнестойкости зданий и сооружений, совершенствование противопожар­ной защиты, соблюдение правил обращения и хранения взрыво-пожароопасных веществ.

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задача №1

    Имеется здание цеха с железобетонным каркасом, процент армирования μ < 0,03, высота 12 м, грузоподъемность кранов 10 т, проемность 8%, район не сейсмич­ный.

Кк = 2 (коэффициент, учитывающий тип конструкции) - каркасная;

Км = 2 (коэффициент, учитывающий вид материала) – железобетон с коэффициентом армирования μ < 0,03;

Кс=1,5 (коэффициент, учитывающий сейсмичность) – объект, запланированный;

Кпр=1 (коэффициент, учитывающий степень проемности) – проемность до 10 %.

    Кв - коэффициент, учитывающий высоту зданий (парусность) определяется по формуле:

                                   Кв =                                            

где Нзд - высота здания, м;

Кв =        12-2                             Кв = 0,831 

        3 (1+0,43 (12-5))                                      

    Для оценки устойчивости зданий рекомендуется использовать эмпирические формулы, апробированные ВЦОК ГО, которые дают одно­значные решения и более широко учитывают некоторые конструктивные особен­ности зданий и сооружений.

    Для производственных зданий: ΔРф = 0,14* Кп*Кк* Км*Кс*Кв* Ккр,

где Кп-0,35 числовой коэффициент, характеризующий степень разрушения.

    Ккр - коэффициент, учитывающий влияние на устой­чивость кранового оборудования, определяется по формуле:

Ккр= 1+4,65 *10^-3*Q,

где Q - грузоподъемность крана, т; при наличии кранов разной грузоподъемности принимается их среднее значение.

Ккр = 1+ 4,65 10^-3 * 10 = 1,0465

Для слабых разрушений (Кп = 0,35), Δ Р = 0,14*0,35*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,26 кгс/см² (26 кПА);

для средних (Кп = 0,56)(Кпр = 1) Δ Р = 0,14*0,56*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,41 кгс/см² (41 кПа);

для сильных (Кп = 0,87; Кпр=1) ΔР = 0,14*0,87*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,63 кгс/см² (63кПа);

для полных (Кп = 1; Кпр = 1) Δ Р = 0,14*1*2*2*1,5*0,831*1,0465= 0,73 кгс/см² (73кПа).

Предел устойчивости принимаем как среднее значение для слабых и сред­них разрушений (0,26 + 0,41):2 = 0,34 кгс/см² (34 кПа).

После оценки устойчивости каждого цеха (здания, сооружения) составляет­ся таблица по определению устойчивости (табл. 1).

 

Таблица 1 Определение предела устойчивости здания, цеха

Элементы цеха и их краткая характеристика	Степень разрушения ∆Р кгс/см2				Предел устойчи­вости
	0,20...0,30	0,40…0,50 0,30..	0,60…	0,70
ЗДАНИЕ: каркасное, высота 12м, крановое оборудование Q= 10 т.	слаб. 0,26	сред. 0,41	сильн. 0,63	полное 0,73	0,26+0,41
Проемность 8%, не сейсмостойкое					2 = 0,34

 

    Как показывают данные, приведенные в таблице 1 здание цех находится в зоне средних разрушений, при этом вероятное максимальное избыточное давление на данный объект может составить меньшее значение рассчитанного предела устойчивости сборочного цеха (34 кПа), следовательно здание не устойчиво к воздействию ударной волны. Таким образом, необходимо повысить предел устойчивости элементов до уровня, который бы позволил выдержать избыточное давление ударной волны в 34 кПа.

Задача №2

Режим радиационной защиты можно определить расчетным путем, исполь­зуя усредненные показатели, учитывающие защитные свойства зданий (сооруже­ний) и продолжительность пребывания в них людей. Такими усредненными пока­зателями являются:

- коэффициент защищенности людей (Сэ);

- коэффициент безопасной защищенности людей (Сбз).

Коэффициент защищенности показывает, во сколько раз доза радиации, на­копленная людьми за сутки при установленном режиме поведения, меньше дозы, которую они получили бы за сутки, находясь непрерывно на открытой местности.

Сз =

где 24 - количество часов в сутках; t1 - время открытого пребывания людей на за­раженной местности (t1); t₂, t₃, tn, - время пребывания людей в течении этих суток в укрытиях, зданиях, транспортных средствах и т.п. (ч); K1, К_2. Kn, - коэффициенты ослабления гамма-излучения укрытиями, зданиями и т.п.

         Условия задачи: на работу они идут пешком (t1), работают в одноэтажном каменном здании (К =2) в течении 2 ч (t₂), возвращаются домой 1 час на автомобиле (t₁) в течении остальных 4 часов (t₃) - находиться в деревянном доме (К =4).

Отсюда Сз =             24          = 4,8

                      1 + 1 + 1 + 1        

Переоблучение рабочих и служащих не произойдет, если доза облучения на открытой местности будет лишь в 2,8 раза больше установленной. Так, если на первые сутки допустимая для них доза облучения установлена в 30 Р, и она обес­печивается при указанном коэффициенте защищенности (Сз = 2,8), то при откры­том пребывании на местности в течении тех же суток, без рекомендованного вы­ше режима поведения, люди получат дозу облучения, равную 81 Р (30 * 2,8).

Таким образом фактическая доза облучения будет превышать установленную 4,8 раза, т.е. рабочие и служащие будут подвергаться переоблучению.

На зараженной территории коэффициент защищенности (Сз) может не обеспечить безопасную жизнедеятельность людей. Поэтому введен второй усред­ненный показатель - коэффициент безопасной защищенности - (Сбз).

Коэффициент безопасной защищенности (Сбз)- значение коэффициента защищенности при таком режиме поведения рабочих, служащих или населения, когда люди за данные сутки не получат дозу облучения выше установленной (до­пустимой).

Следовательно, если люди будут соблюдать в течение суток режим поведе­ния, соответствующей определенной величине (Сбз), они не переоблучаться вы­ше допустимых величин.

Сбз рассчитывают на каждые сутки пребывания людей на зараженной РВ местности делением величины дозы, которую они получат, находясь в течение суток на открытой местности, на установленную, для тех же, суток дозу облуче­ния:

      Д облуч за сутки на открытой местности_____

Сбз = Д облуч установленная для данной местности           

 

Сбз = 192 / 30 = 6,4

Таким образом Сз < Сбз, т.е. необходимо внести коррективы в режим работы -сократить время пребывания людей на открытой местности, в домах или на работе и увеличить продолжительность их пребы­вания в укрытиях.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Условием обеспечения устойчивости функционирования любого объекта является заблаговременная разработка и осуществление комплекса организационных, экономических и инженерно- технических мероприятий, направленных на снижение потерь при разрушении элементов объекта, нарушении управления объектом и создании необходимых условий для его восстановления в короткие сроки.

    К организационным мероприятиям по повышению устойчивости объекта относятся разработка и планирование действий руководящего состава, служб и организаций ГО объекта по защите рабочих и служащих, а также по проведению АСДНР, восстановлению нарушенной деятельности сохранившимися силами и средствами.

    Экономические мероприятия предусматривают такой подход к выполнению всего комплекса работ, который бы обеспечил их эффективность при минимальных затратах.

    Инженерно-технические мероприятия включают комплекс работ, направленных на предотвращение и уменьшение возможных потерь и разрушений от последствий ЧС, а также на успешное проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ.

         В ходе курсовой работы выявлена недостаточная устойчивость цеха. Т.е.

вероятное максимальное избыточное давление на данный объект может составить меньшее значение рассчитанного предела устойчивости сборочного цеха (34 кПа), следовательно здание не устойчиво к воздействию ударной волны.Необходимо повысить предел устойчивости элементов до уровня, который бы позволил выдержать избыточное давление ударной волны в 34 кПа.

Для этого необходимо сделать следующее:

1. Повысить устойчивости здания цеха путем установки более прочного металлического каркаса, установки более прочных рам для дверей и окон, уменьшение пролета несущих конструкций, а также укрепление стен здания более прочными материалами.

2. Для повышения устойчивости станков к воздействию ударной волны целесообразно обеспечить их жесткую фиксацию на прочном фундаменте, располагать оборудование за прочными элементами здания и сооружений на вероятном направлении действия ударной волны, для кранов и кранового оборудования необходимо обеспечить дополнительные точки фиксации и крепления. Также необходимо устанавливать контрфорсы, повышающие устойчивость оборудования к действию скоростного напора ударной волны.

3. Для повышения устойчивости КЭС наземные трубопроводы и кабельные электросети следует поместить под землю. Также возможно укрепление трубопроводов путем установки на них дополнительных ребер жесткости, упрочняющих хомутов; кабельные электросети могут быть укреплены за счет укладки их внутри труб, а также за счет применение бронированных кабелей.

         Режим радиационной защиты рабочих и служащих также не отвечает требованиям. Необходимо внести коррективы в режим работы, т.е. сократить время пребывания людей на открытой местности, в домах или на работе и увеличить продолжительность их пребы­вания в укрытиях.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

    1. Богданов А.Г., Бондарев С.В., Колобков В.Н, Постник М.И. Защита населения и объектов народного хозяйства в чрезвычайных ситуациях: Учеб.для вузов, 1998

    2. Боровский Ю.В. и др. — Гражданская оборона: Учебник для студентов ВУЗов — М.: Просвещение, 1991

3. Горбунов С.Е. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебное пособие / Под ред. А.И. Сидорова. – Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2002.

    4. Журавлёв В.П., Пущенко С.Л., Яковлев А.М. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. М., 1999

    5. Кириллов Г.Н. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001

    6. Папсуев М.А., Яковлев А.М. Безопасность жизнедеятельности. Исследование устойчивости функционирования объектов экономического хозяйства в условиях ЧС. Уч. Пос. Ростов-на-Дону, 2002