Методи розрахунку характеристик зон ураження при вибухах конденсованих речовин


Слайды и текст этой презентации

Слайд №1
“Методи розрахунку характеристик зон ураження (радіусів зон руйнування) при вибухах конденсованих речовин, газоповітряних, паливно-повітряних сумішей у відкритому та замкнутому просторі”
Виконала:
Студентка групи МОА-112Михайлюта Олена

Слайд №2
Вибух — надзвичайно швидка хімічна реакція, що супроводжується виділенням енергії та утворенням стиснутих газів, здатних виконувати механічну роботу.
При оцінці обстановки, що виникає на об’єкті, де використовуються вибухо-, пожеженебезпечні речовини, важливо розрізняти випадки, коли аварія виникає в приміщенні чи поза приміщенням. Вибухи в приміщеннях приводять до більш тяжких руйнацій тому, що частка участі горючої речовини внаслідок виключення розпорошення, у вибуху значно більша. Також при вибухах у приміщеннях значну небезпеку для людей становить не стільки безпосередній вплив, скільки вторинні впливи (уламки, бите скло тощо) при руйнуванні обладнання, котре там знаходиться, та конструкцій об’єкту.
Слайд №3
Детонація — процес вибухового перетворення речовини з надзвуковою швидкістю.
Дефлаграція — вибухове горіння з дозвуковою швидкістю.
Зона горіння — частина простору, у якій утворюється полум’я чи вогненна куля з продуктів горіння.
Зона дії УХ — територія в межах якої можливі руйнування, пошкодження будівель та споруд, а також завдання шкоди людині через надмірний тиск УХ.
Зона теплового ураження — частина простору, що примикає до зони горіння, у якому відбувається загоряння чи зміна стану матеріалів і конструкцій та вражаюча дія на незахищених людей.
Зона токсичного задимлення — частина простору, що включає наведені вище зони.
Слайд №4
Вибух газоповітряних сумішей у відкритому просторі
Під час вибуху газоповітряних сумішей розрізняють дві зони дії: детонаційної хвилі — в межах хмари ГПС та повітряної ударної хвилі — за межами хмари ГПС. У зоні хмари діє детонаційна хвиля, надмірний тиск у фронті якої приймається постійним в межах хмари ГПС та приблизно рівним ? Р = 17 кгс/см2 (1,7 МПа).
У розрахунках приймають, що зона дії детонаційної хвилі обмежена радіусом r0, який визначається з припущення, що ГПС після руйнування ємкості утворює у відкритому просторі напівсферичну хмару. Об’єм напівсферичної хмари може бути визначений за формулою
, м3,
де = 3,14.
Враховуючи, що кіломоль ідеального газу при нормальних умовах займає 22,4 м3, об’єм ГПС, що утворилась при аварійній ситуації складе м3 ,
де — k- коефіцієнт, що враховує частку активного газу (частку продукту,         бере участь у вибуху);        Q  — Кількість зріджених вуглеводневих газів в сховищі до вибуху, кг;         C — Стехіометрична концентрація газу в % за об’ємом;         mk — Молярна маса газу, кг / кмоль.
Слайд №5
Зона дії повітряної ударної хвилі починається відразу за зовнішнім кордоном хмари. Тиск у фронті ударної хвилі ? Рф залежить від відстані до центру вибуху і визначається за формулою або таблицею виходячи із співвідношення. ?Рф = f (r / r0), де r — відстань від центру вибуху до розглянутої точки.
Таблиця і формула апроксимують відомі формули, що характеризують залежність тиску від відстані до центру вибуху.

Залежність тиску від відстані до центру вибуху

r/r0 0 — 1 1,01 1,04 1,08 1,2 1,4 1,8 2,7
?Рф,кПа 1700 1232 814 568 400 300 200 100
r/r0 3 4 5 6 8 12 20
?Рф,кПа 80 50 40 30 20 10 5
Таблица 6.1

Слайд №6
Вибухи газоповітряних і пилоповітряних сумішей у виробничих приміщеннях
Аварії з вибухом можуть виникнути на пожежовибухонебезпечних об’єктах. До пожежовибухонебезпечні об’єктів належать об’єкти, на території або в приміщеннях яких знаходяться (обертаються) горючі гази, легкозаймисті рідини та горючі пилу в такій кількості, що можуть утворювати вибухонебезпечні горючі суміші, при горінні яких надлишковий тиск в приміщенні може перевищити 5 кПа.
Під час вибуху газопаровоздушних сумішей (ГВС) зону детонаційної хвилі, обмежену радіусом r0, можна визначити за формулою
r0 = , м,
де 1/24 — коефіцієнт, м/кДж1/3;
Е — енергія вибуху суміші, визначається з виразу Э = VГПВС ? ?стх ? Qстх, кДж,
де V ГПВС — об’єм суміші, дорівнює VГПВС = 100 Vг / С,
V г — об’єм газу в приміщенні;
З — стехіометричні концентрація пального за обсягом в% (табл .2);
? СТХ — щільність суміші стехіометричного складу, кг / м 3 (табл.2);
Q СТХ — енергія вибухової перетворення одиниці маси суміші стехіометричного про го складу, кДж / кг;
V 0 — вільний об’єм приміщення, рівний V 0 = 0,8 V п, м 3;
V п — об’єм приміщення;
при V ГПВС> V 0 об’єм суміші V ГПВС приймають рівним V 0.
Слайд №7
Речовина, характер і зующей суміш Формула речовини, способу ю щего суміш Характеристики суміші Характеристики суміші Характеристики суміші Характеристики суміші
Речовина, характер і зующей суміш Формула речовини, способу ю щего суміш m k
кг / кмоль ? СТХ,
кг / м 3 Q СТХ,
МДж / кг С,
об. %
Повітряні суміші Повітряні суміші Повітряні суміші Повітряні суміші Повітряні суміші Повітряні суміші
Аміак CH 3 15 1,180 2,370 19,72
Ацетилен C 2 H 2 26 1,278 3,387 7,75
Бутан C 4 H 10 58 1,328 2,776 3,13
Бутилен C 4 H 8 56 1,329 2,892 3,38
Вінілхлорид C 2 H 3 Cl 63 1,400 2, 483 7,75
Водень H 2 2 0,933 3,425 29,59
Дивинил C 4 H 6 54 1,330 2,962 3,68
Метан CH 4 16 1,232 2,763 9,45
Окис угл е роду CO 28 1,280 2,930 29,59
Пропан C 3 H 8 44 1,315 2,801 4,03
Пропілен C 3 H 6 42 3,314 2,922 4,46
Етан C 2 H 6 30 1,250 2,797 5,66
Етилен C 2 H 4 28 1,285 3,010 6,54
Пароповітряні суміші Пароповітряні суміші Пароповітряні суміші Пароповітряні суміші Пароповітряні суміші Пароповітряні суміші
Ацетон C 3 H 6 O 58 1,210 3,112 4,99
Бензин аві а ційний   94 1,350 2,973 2,10
Бензол C 6 H 6 78 1,350 2,937 2,84
Гексан C 6 H 14 86 1,340 2,797 2,16
Дихлоретан C 2 H 4 Cl 2 99 1,49 2,164 6,54
Діетиловий ефір C 4 H 10 O 74 1,36 0 2,840 3,38
Ксилол C 6 H 10 106 1,355 2,830 1,96
Метанол CH 4 O 32 1,300 2,843 12,30
Пентан C 5 H 12 72 1,340 2,797 2,56
Толуол C 7 H 8 92 1,350 2,843 2,23
Циклогексан C 6 H 12 84 1,340 2,797 2,28
Етанол C 2 H 6 O 46 1,340 2,804 6,54
Характеристики газопаровоздушних сумішей
 
 
Слайд №8
Вибух конденсованих вибухових речовин
Параметри вибуху конденсованих вибухових речовин (ВР) визначаються в залежності від виду ВВ, ефективної маси, характеру підстилаючої поверхні і відстані до центру вибуху. Розрахунок проводять в два етапи. Спочатку визначають приведений радіус R, для розглянутих відстаней, а потім надлишковий тиск ? Рф.Приведений радіус зони вибуху R може бути визначений за формулою
, м/кг1/3,
де r — відстань до центру вибуху ВР, м; ? — коефіцієнт, що враховує характер підстилаючої поверхні, приймається рівним: для металу — 1; для бетону — 0.95; для ґрунту і дерева — 0.6 / 0.8;Q — маса ВР, кг.kефф — коефіцієнт приведення розглянутого виду ВР до тротилу, що приймається за наведеною нижче таблицею.
Значення коефіцієнта kефф

В залежності від величини приведеного радіусу надлишковий тиск може бути визначено по одній з наступних формул при

при

Вид
ВВ Тротил Тритонал Гексоген  
ТЕН Амонал Порох ТНРС Тетрил
k ефф 1 1.53 1.3 1.39 0.99 0.66 0.39 1.15
 
 

Слайд №9
ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!