Практическая работа № 4

РАСЧЕТ НАГРУЗОК, СОЗДАВАЕМЫХ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Нагрузки, создаваемые ударной волной в результате взрыва ем­костей со сжатым газом, взрыва газовоздушной смеси, воздушного и наземного ядерных взрывов, приводят к разрушениям зданий, сооружений, оборудования, установок и т. д.

В результате разрушения объектов возникают чрезвычайные ситуации с соответствующими степенями разрушения, опрокиды­вания и смещения оборудования и установок.

Для принятия решений по проведению восстановительных ра­бот на объектах, подвергшихся разрушению, необходимо провести оценку степени разрушения.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

2.1. Взрыв емкости со сжатым газом.

Тротиловый эквивалент, кг,

,

где А — работа взрыва (работа газа при адиабатическом расширении), МДж.

где р 1 - начальное давление в сосуде, МПа; V — начальный объем газа, м3; р 2 — конечное давление, МПа; р 2 = 0,1 p 1; m — показатель адиабаты; m = 1,4.

Безопасное расстояние, м, от места взрыва для человека

Безопасное расстояние, м, от места взрыва для жилой заст­ройки

2.2. Взрыв газовоздушной смеси.

Избыточное давление при взрыве газовоздушной смеси, кПа,

,

где m - масса горючего газа, кг; H т — теплота сгорания, кДж/кг; H т = 40·103кДж/кг; р 0 - начальное давление, кПа; р 0 = 101кПа, z - доля участия взвешенного дис­персного продукта при взрыве; z = 0,5; V п - объем помещения, м3; с — теплоем­кость воздуха, кДж/кг; с = 1,01 кДж/кг; ρ - плотность воздуха, кг/м3; ρ - 1,29 кг/м3; Т 0 - температура в помещении, К; T 0 = 300 К; R H - коэффициент негерметичнос­ти помещения; R H = 3.

2.3. Ядерный взрыв и взрыв емкости.

Избыточное давление, кПа, во фронте ударной волны назем­ного и воздушного ядерного взрыва, а также при взрыве емко­сти со сжатым газом

где R — расстояние от центра взрыва, м.

2.4. Степень разрушения объекта воздействия.

Степень разрушения объекта воздействия (здания, сооруже­ния и т. д.) оценивают по критерию физической устойчивости (сильное, среднее, слабое), а объекты воздействия (оборудова­ние, установки и т. д.) — по критерию опрокидывания и сме­щения.

2.4.1. Если под воздействием ударной волны с избыточным давле­нием элементы производственного комплекса разрушаются полностью, разрушение оценивается как сильное; если эле­менты производственного комплекса в этих условиях могут быть восстановлены в короткие сроки, разрушение оценива­ется как среднее или слабое.

Степень разрушения производственных комплексов в зави­симости от избыточного давления может быть оценена сле­дующим образом:

для промышленного здания с металлическим или железобе­тонным каркасом: при избыточном давлении 50...60 кПа — сильное, 40...50 кПа — среднее, 20...40 кПа — слабое; для кирпичного многоэтажного здания с остеклением: при избыточном давлении 20...30 кПа— сильное, 10...20 кПа — среднее, 8...10 кПа —слабое;

для кирпичного одно- и двухэтажного здания с остекле­нием: при избыточном давлении 25...35 кПа— сильное, 15...25 кПа — среднее, 8...15 кПа — слабое; для приборных стоек: при избыточном давлении 50...70кПа — сильное, 30...50 кПа — среднее, 10...30 кПа — слабое;

для антенных устройств: при избыточном давлении 40 кПа — сильное, 20...40 кПа — среднее, 10...20 кПа — сла­бое;

для открытых складов с железобетонным перекрытием: при избыточном давлении 200 кПа — сильное.

2.4.2. Степень опрокидывания и смещения антенного устройства или приборной стойки. Скоростной напор взрыва, кПа,

,

где р 0 — начальное атмосферное давление, кПа.

Допустимый скоростной напор взрыва, кПа, при опрокиды­вании антенного устройства или приборной стойки

,

где a и b — высота и ширина объекта, м; G — масса объекта, Н; Сх — коэффициент аэродинамичного сопротивления; S - площадь поперечного сечения приборной стойки, м2.

Если скоростной напор взрыва больше допустимого при оп­рокидывании, то антенное устройство или приборная стой­ка опрокинется.

Допустимый скоростной напор взрыва при смещении ан­тенного устройства или приборной стойки

где f - коэффициент трения.

Если скоростной напор взрыва больше допустимого при смещении, то антенное устройство или приборная стойка сместится.