Прогнозирование последствий взрыва шарового газгольдера с газом под давлением

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 6Следующая ⇒

Взрыв шарового газгольдера сжатого кислорода объемом V  произошел вследствие превышения регламентированного давления. Аппарат рассчитан для работы под давлением . Взрыв произошел при давлении . Плотность газа при нормальном давлении , показатель адиабаты . Оценим последствия взрыва сжатого воздуха в шаровом газгольдере (определим радиусы зон различной степени поражения ударной волной зданий и сооружений) и определим вероятность поражения человека на расстоянии R,м.

Определим перепад давлений по формуле:

                                          (1.1)

где	P	давление парогазовой смеси в емкости;
		атмосферное давление, принятое МПа.

Рассчитаем плотность газа при давлении во время взрыва по формуле:

                                      (1.2)

где

Показатель адиабаты.

Рассчитаем полную массу газов:

                                                (1.3)

Рассчитаем удельную энергию газа:

                                              (1.4)

Тротиловый эквивалент составит:

                                             (1.5)

где

удельная энергия взрыва тротила, равная 4,24*106Дж/кг.

Эквивалент по ударной волне оцениваем с коэффициентом 0,6:

                                         (1.6)

Применительно к наземному взрыву принимаем значение:

                                              (1.7)

Рассчитаем избыточное давние ударной волны, воздействующее на здания, находящиеся на расстояниях 20м, 30м, 50м, 70м и 100м. По полученным данным определим степень разрушения зданий по таблице 1. Избыточное давление на фронте ударной волны на расстоянии R определяется по формуле М.А. Садовского:

                                 (1.8)

                                           (1.9)

Таблица 1.1 – Предельно допустимые избыточные давления при сгорании газо-, паро - или пылевоздушных смесей в помещении или открытом пространстве.

Задаваясь различными кратными расстояниями от источника взрыва, определяется характер повреждения всех близко расположенных объектов.

Для определения вероятности поражения человека на заданном расстоянии по формулам (1.8) и (1.10) рассчитываем избыточное давление во фронте ударной волны и удельный импульс для расстояний 70м.

                                                 (1.10)

Условная вероятность поражения избыточным давлением, развиваемым при взрыве парогазовоздушных смесей, человека, находящегося на определенном расстоянии от эпицентра аварии, определяется с помощью «пробит-функции» , которая рассчитывается по формуле:

                                 (1.11)

                            (1.12)

С помощью таблицы 1.2 определяем вероятность поражения человека.

Таблица 1. 2 – Связь вероятности поражения с функцией «пробит»

Пример

Взрыв шарового газгольдера сжатого кислорода объемом 700  произошел вследствие превышения регламентированного давления. Аппарат рассчитан для работы под давлением . Взрыв произошел при давлении . Плотность газа при нормальном давлении , показатель адиабаты . Оценим последствия взрыва сжатого воздуха в шаровом газгольдере (определим радиусы зон различной степени поражения ударной волной зданий и сооружений) и определим вероятность поражения человека на расстоянии R=70м.

Решение

Определим перепад давлений по формуле:

 = 2,2-0,1=2,1 МПа

Рассчитаем плотность газа при давлении во время взрыва по формуле:

Рассчитаем полную массу газов:

Рассчитаем удельную энергию газа:

Эквивалент по ударной волне оцениваем с коэффициентом 0,6:

Рассчитаем избыточное давние ударной волны, воздействующее на здания, находящиеся на расстояниях 20м, 30м, 50м, 70м и 100м. По полученным данным определим степень разрушения зданий по таблице 1. Избыточное давление на фронте ударной волны на расстоянии R определяется по формуле М.А. Садовского:

При R=20м, - полое разрушение зданий

При R=30м, - 50% разрушения зданий

При R=50м, - средние разрушения зданий

При R=70м, - умеренные повреждения зданий

При R=100м, - умеренные повреждения зданий

Для определения вероятности поражения человека на заданном расстоянии по формулам (1.8) и (1.10) рассчитываем избыточное давление во фронте ударной волны и удельный импульс для расстояний 70м.

Условная вероятность поражения избыточным давлением, развиваемым при взрыве парогазовоздушных смесей, человека, находящегося на определенном расстоянии от эпицентра аварии, определяется с помощью «пробит-функции» , которая рассчитывается по формуле:

С помощью таблицы 1.2 определяем вероятность поражения человека.

Человек, находящийся на расстоянии 70м, может получить травмы различной степени тяжести с вероятностью 62%.

Вывод

Из результатов расчета видно, что, в зависимости от расстояния, значение избыточного давления ударной воздушной волны колеблется в диапазоне от 12кПа до 197кПа; вероятность поражения человека, находящегося на расстоянии 70м от эпицентра взрыва составляет 62%.   

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману