Пример №1. Взрыв шарового газгольдера сжатого воздуха объемом V = 600 м3 произошел вследствие превышения регламентированного давления

Взрыв шарового газгольдера сжатого воздуха объемом V = 600 м³ произошел вследствие превышения регламентированного давления. Аппарат рассчитан для работы под давлением Р = 0,8 МПа. Взрыв произошел при давлении Р = 2,3 МПа. Плотность газа при нормальном давлении ρ = 1,22 кг/м³, показатель адиабаты γ = 1,4. Оценить последствия взрыва сжатого воздуха в шаровом газгольдере (определить радиусы зон различной степени поражения УВВ зданий, сооружений и человека) и определить вероятность поражения человека на расстоянии R = 50 м.

 

Решение:

Определяется перепад давлений, преобразовав формулу (3):

ΔР = 2,3 - 0,1 = 2,2 МПа

Рассчитывается плотность газа по уравнению (5):

ρ = 1,22 · (2,3/0,1)^1/1,4 = 11,46 кг/м³

Полная масса газа:

С = 11,46 · 600 = 6873 кг

По формуле (7) рассчитывается удельная энергия газа:

Q = 2,2 / [11,1 · (1,4 - 1)] = 0,48 МДж/кг

Тротиловый эквивалент взрыва составит:

q_тнт = 0,48 · 6873 / 4,24 = 778 кг

Эквивалент по ударной волне:

q_у.в. = 0,6 · 778 = 467 кг

Применительно к наземному взрыву принимается значение:

q = 2 · 467 = 934 кг

Методом подбора величины расстояния от эпицентра взрыва по формулам (12,13) определяются радиусы зон различной степени поражения УВВ зданий, сооружений и человека, указанные в таблице 2.

Результаты расчета приведены ниже (таблица 4).

 

Таблица 4 – Радиусы зон воздействия УВВ

ΔРфр, кПа
R, м	26,8	37,5

 

Для определения вероятности поражения человека на заданном расстоянии по формулам (12,13) рассчитываются избыточное давление во фронте волны и удельный импульс для расстояния 50 м:

= 50/(934^1/3) = 5,12

ΔР_фр = 0,084/5,12 + 0,27/5,12² + 0,7/5,12³ = 31,9 кПа.

I = 0,4 · 934^2/3/50 = 0,76 кПа·с

Условная вероятность поражения избыточным давлением человека, находящегося на 50 м от эпицентра аварии, определяется с помощью пробит – функции Pr, которая рассчитывается по формуле (14):

V = (17500/(31,9·10³))^8,4 + (290/(0,79·10³))^9,3 = 0,0065

Pr = 5 - 0,26 · ln(0,0065) = 6,31

С помощью таблицы 3 определяется вероятность. Человек, находящийся на расстоянии 50 м, может получить травмы различной степени тяжести с вероятностью 91%.