Задание для самостоятельной работы. Рассчитать максимальное давление взрыва и безопасное расстояние

 

Рассчитать максимальное давление взрыва и безопасное расстояние

по действию ударной волны взрыва для парогазовоздушной смеси i -го ве-

щества. При расчете максимального давления взрыва принять давление и

температуру до взрыва равными: Р _о = 10⁵ Па, Т _о = 298 К.

Расчет безопасного расстояния выполнить как для условия взрыва в

ограниченном объеме, так и для взрыва в открытом пространстве. Расчет

выполнить для горючего вещества массой m_i.

 

Т а б л и ц а 17

№ варианта	Горючее вещество	Брутто-формула	Масса горючего, кг
	Диметиловый эфир Диэтиловый эфир н-бутиловый спирт Нитроэтан Окись углерода н-пентан Пропан Сероводород Этилбензол Этилен Толуол Этиленгликоль Этан Уксуснобутиловый эфир н-гексиловый спирт Уксусноэтиловый эфир Метиловый спирт Пропиловый спирт Метан Глицерин Этиловый спирт Изобутан Аммиак н-гептан Анилин н-гексан Ацетилен	С2Н6О С4Н10О С4Н10О C2H5NO2 CO C5H12 C3H8 H2S C8H10 C2H2 C7H8 C2H6O C2H6 C6H12O2 C6H14O C4H8O2 CH4O C3H8O CH4 C3H5(OH)3 C2H5OH C4H10 NH3 C2H16 C6H7N C6H14 C2H2

 

 

Расчет параметров зоны ЧС (разрушений)

 

При взрыве ГВС образуется зона ЧС с ударной волной, вызывающей разрушения зданий, оборудования и т. п. аналогично тому, как это происходит от УВ ядерного взрыва.

В данной же методике зону ЧС при взрыве ГВС делят на 3 зоны:

· зона детонации (детонационной волны);

· зона действия (распространения) ударной волны;

· зона воздушной УВ.

 

Зона детонационной волны (зона I) находится в пределах облака взрыва.

Радиус этой зоны r₁, м приближенно может быть определен по формуле:

 

r₁=17.5·3Q

где Q - количество взрывоопасной смеси ГВС, хранящейся в емкости, т.

 

В пределах зоны I действует избыточное давление (Δ Р_ф), которое принимается постоянным Δ Р_ф1 = 1700 кПа [17]

Зона действия УВ взрыва (зона II) – охватывает всю площадь разлета ГВС в результате ее детонации.

Радиус этой зоны:

r₂=1.7·r₁

 

Избыточное давление в пределах зоны II изменяется от 1350 кПа до 300 кПа и находится по формуле:

 

Δ Р_ф2=1300·r1r+50

 

где r – расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

 

В зоне действия воздушной УВ (зона III) – формируется фронт УВ, распространяющийся по поверхности земли.

Радиус зоны r₃> r₂, и r₃ - это расстояние от центра взрыва до точки, в которой требуется определить избыточное давление воздушной УВ (Δ Р_ф3): r₃=r.

Избыточное давление в зоне III в зависимости от расстояния до центра взрыва может рассчитываться по формуле при ψ 2 (единый параметр Ψ):

 

 

Δ Р_ф=7003∙ 1+29.8∙ ψ 3-1

 

при ψ 2

Δ Р_ф=22ψ ∙ lgψ +0.158

ψ =0, 24r₃/r₁= (0, 24r)/(17, 5относительная величина).

 

Пример 2. Определить избыточное давление в районе механического цеха при взрыве емкости со сжиженным пропаном в количестве Q=100т, если расстояние от емкости до цеха равно r=300м.

 

Решение:

 

r₁=17.5·3Q=17.5·3100 ≈ 80

 

Вычислим радиус зоны действия продуктов взрыва (зона II):

 

r₂ = 1, 7r₁ = 1, 7·80 = 136 (м)

 

Находим радиус зоны действия воздушной УВ (зона III)

 

r₃ = r = 300 (м).

 

Сравнивая расстояния от механического цеха до центра взрыва (r = 300 м) с найденными радиусами зоны I (r₁ = 80 м) и зоны II (r₂ = 136 м), можно сказать, что цех находится в пределах этих зон и следовательно может оказаться в зоне воздушной УВ (зона III).

 

Определим относительную величину:

 

ψ = 0, 24 r₃/r₁= 0, 24·300/80=0, 9.

 

Таким образом, избыточное давление воздушной УВ на механический цех:

 

 

Контрольный пример. Определить избыточное давление УВ в районе механического цеха объекта экономики при взрыве емкости со сжиженным пропаном в количестве Q=100 т, если расстояния от емкости до цеха r = 600 м.

 

Ответ: ψ =1, 8 и Δ Рф = 20 кПа.