Пример №2

Взрыв железнодорожной цистерны объемом V = 60 м³, заполненной на 80 % толуолом, произошел в результате удара молнии. Плотность газа при нормальном давлении ρ = 4,13 кг/м³, показатель адиабаты γ = 1,4, ВКПВ – 7,8 % об., теплота взрыва газа 41 МДж/кг. Давление в цистерне Р = 0,1 МПа. Оценить последствия взрыва (определить радиусы зон различной степени поражения УВВ зданий, сооружений и человека) и определить вероятность поражения человека на расстоянии R = 30 м.

Решение:

Объем газа определяется через коэффициент заполнения и ВКПВ (считается, что весь объем заполнен смесью с концентрацией паров толуола, соответствующей ВКПВ):

V = 60 · 0,2 · 0,078 = 0,936 м³

Полная масса газа:

С = 4,13 · 0,936 = 3,9 кг

По формуле (7) рассчитывается удельная энергия газа:

Q = 41 + 0,9/[4,13 · (1,4 - 1)] = 41,1 МДж/кг

Тротиловый эквивалент взрыва составит:

q_тнт = 41,1 · 3,9 / 4,24 = 37,4 кг

Эквивалент по ударной волне:

q_у.в. = 0,6 · 37,4 = 22,4 кг

Применительно к наземному взрыву принимается значение:

q = 2· 22,4 = 44,8 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 подсчета давлений и импульсов приведены ниже (таблица 7).

Таблица 7 – Радиусы зон воздействия УВВ

ΔРфр, кПа
R, м	9,5	13,5

Для определения вероятности поражения человека на расстоянии R по формулам (12,13) рассчитываются избыточное давление во фронте волны и удельный импульс для расстояния 30 м:

= 30/(44,8^1/3) = 8,4

ΔР_фр = 0,084/8,4 + 0,27/8,4² + 0,7/8,4³ = 14,9 кПа.

I = 0,4 · 44,8^2/3/30 = 0,17 кПа·с

Условная вероятность поражения избыточным давлением человека, находящегося на 70 м от эпицентра аварии, определяется с помощью пробит – функции Pr, которая рассчитывается по формуле (14):

V = (17500/(14,9·10³))^8,4 + (290/(0,17·10³))^9,3 = 161

Pr = 5 - 0,26·ln(161) = 3,7

С помощью таблицы 3 определяется вероятность. Человек, находящийся на расстоянии 30 м, может получить травмы различной степени тяжести с вероятностью 10%.

Список использованной литературы

1. Челышев В.П. Основы теории взрыва и горения. Учебное пособие – М.: Министерство обороны СССР, 1981. – 212 с.

2. Взрывные явления. Оценка и последствия: В 2-х книгах. Книга 1. Пер. с англ./ Бейкер У., Кокс П., Уэстайн П. – М.: Мир, 1986. – 319 с.

3. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение – М.: Химия, 1991. – 432 с.

4. Маршалл В. Основные опасности химических производств – М.: Мир, 1989. – 672с.

5. http://www.Пресс-Центр.ru

6. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учебное пособие. Книга 2. В.А. Котляревский и др. – М.: Изд. АСВ, 1996. – 384с.

7. ГОСТ Р 12.3.047-98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

8. РД 03-409-01 Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.

9. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения/А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. – М.: Химия, 1990. – 496 с.

10. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Справочник/под ред. Н.А. Тарасова-Агалакова – М.: Изд-во мин. коммунального хоз-ва, 1956. – 112 с.

11. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие – Л.: Химия, 1987. – 576 с.

12. Бережковский М.И. Хранение и транспортирование химических продуктов. – Л.: Химия, 1982. – 253 с.

13. Смирнов Г.Г., Толчинский А.Р., Кондратьева Т.Ф. Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств. – Л.: Машиностроение. Ленингр. Отделение, 1988. – 303 с.

14. Справочник металлиста. В 5-ти т. Т. 2. Под ред. А.Г.Рахштадта, В.А.Брострема – М.: Машиностроение, 1976. – 720 с.

Приложения

Приложение А

Таблица А1 - Свойства газов и некоторых жидкостей [9,10,11]

Название	Плотность вещества, кг/м^3 (при 20 ^оС)	Плотность по воздуху газа (пара)^*	Коэффициент адиабаты
Азот	1,2506	0,967	1,4
Аммиак	-	0,597	1,29
Ацетилен	-	0,9107	1,24
Бензол	873,68	2,77	1,1
Бутан	-	2,0665	1,08
Воздух	1,22	-	1,4
Водород	-	0,0695	1,407
Диоксид азота	1,49	-	1,31
Диоксид углерода	1,98	-	1,3
Кислород	-	1,105	1,4
Метан	0,7168	-	1,31
Пентан	621,4	2,48	1,09
Пропан	-	1,56	1,13
Пропилен	-	1,45	1,17
Этан	548,2	1,0488	1,2
Этилен	-	0,974	1,2

Примечание: Для определения плотности паров используется плотность воздуха при 0 ^оС.

Приложение Б

Таблица Б1 - Конструкционные материалы [12,13,14]

Материал	Предел прочности, σв МПа	Назначение
Ст3пс, Ст3сп (гр. А)	380 - 490	Для деталей машин, станков, резервуаров.
10Х17Н13М2Т		Для хранения разбавленной азотной и серной кислоты, раствора аммиачной селитры и аналогичных веществ с плотностью 1400 кг/м^3.
12Х18Н10Т		Для хранения агрессивных химических продуктов плотностью 1540 кг/м^3.
16ГС		При изготовлении трубопроводов и аппаратов. Резервуары для хранения сжиженных газов, железнодорожные цистерны.
09Г2С
16Г2АФ
10Г2С		Трубопроводы, давление до 100 кгс/см^2.
18Х2Н4ВА		Северного исполнения для деталей машин.
15ХМ

Дата добавления: 2015-04-25