Расчет взрыва складских помещений

Взрывы - это опасные процессы, имеющие место в нашей жизни. Они несут потенциальную опасность как для человека, так и для различных техногенных и природных объектов. Поэтому при проектировании различных объектов необходимо учитывать возможность случайного взрыва.

Задача №1
Лужская губа
корабль
административное здание

крытые склады
Размеры крытых складов 36 х 250 х 5 м
Склады на 50 % зыполнены углем
Безопасное давление фронта взрывной волны:
для корабля 2 КПа
для здания 5 КПа
Необходимо определить безопасное расстояние при возможном взрыве: от складов до административного здания - R1 ,
от складов до корабля - R2 .

Будем считать, что взорвётся 1 склад.
Vсв = 36 * 250 * 5 = 45 000 м3
КПа
где ? = 0,055 кг / м3
?о = 1,225 кг / м3
Ро = 101 КПа (атмосферное давление)
То = 293 К (исходная температура)
Q = 35 100 КДж / кг (теплота взрыва угольной пыли)
z = 0.5 (склады заполнены наполовину )
x = 1 (резервуар герметичен)

Найдём массу ГПВС:

m = ? * Vсв = 0,055 * 45 000 = 2 475 кг

Рассчитаем тротиловый эквивалент взрыва:

Gтр = кг

где Qтрот = 4520 КДж / кг
z = 1
Построим график зависимости силы взрыва от удалённости от него.
Расчёт будем вести по формуле:

Результаты расчёта сведены в таблицу 1.
Таблица 1
R, м
50
200
500
600
700
?Рф , КПа
78.4
22.1
6.4
5
4.3

По результатам расчёта в таблице 1 строим график 1.

Из графика видно, что безопасным расстоянием
-для корабля >300 м
-для административного здания > 200 м

Из приведенных выше расчётов следует :
- необходимо обеспечить безопасные расстояния для административ- ного здания и корабля.
- предусмотреть необходимые меры предосторожности от взрыва второго терминала, если взрыв одного уже произошёл.

Задача №2
Данные и обозначения:

В каждом А 13 х 600 м3 под давлением в 16 атм. содержится бутан.
?Рф безоп = 20 КПа
?Рф пораж = 65 КПа

В каждом В 10 000 м3 содержится пропан.
?Рф безоп = 30 КПа
?Рф пораж = 120 КПа

С - посёлок городского типа.
?Рф безоп = 30 КПа
?Рф пораж = 120 КПа

- определить безопасное расстояние между площадками с газовыми терминалами R1
- определить безопасное расстояние между площадкой с газовым терминалом [2] до посёлка [3] R2

Решение:
Будем считать, что на площадке [1] взорвутся 3 блока А
Найдём объём сжатого газа во взорвавшихся блоках:
V3А = 3 * 13 * 600 = 23 400 м3
Найдем вес сжатого бутана:

Gб = V3А * ? = 23 400 * 0,601 = 14 063 т = 14 063 000 кг
где ? = 0,601 т / м3 (плотность сжатого бутана)

Объем образовавшегося облака при взрыве:

Vо = м3
где ? = 0,5 (для сжиженных газов под давлением)
М = 58 (молекулярная масса бутана)
Сстх = 0,0313 (объёмная концентрация стахостического состава)

Масса облака
М1 = Vо* ?бут = 86 761 000 * 1,328 = 115 217 280 кг
где ?бут = 1,328 кг / м3 (плотность бутана)
М2 = V3А * ?бут = 23 400 * 1,328 = 31 075 кг

Радиус огненного шара рассчитаем по формуле:
Ro = м

Определим массу тротилового эквивалента:
кг
где Qбут = 2776 КДж / кг (теплота взрыва бутана)
Qтрот = 4520 КДж / кг (теплота взрыва тротила)

Построим график зависимости силы взрыва от удалённости от него.

Расчёт будем вести по формуле Садовского:

Результаты расчёта сведены в таблицу 2.
Таблица 2
R, м
1 000
1 500
2 000
3 000
5 000
?Рф , КПа
198
83
48
24
3

По результатам расчёта в таблице 2 строим график 2.

Будем считать, что на площадке [2] взорвутся 3 блока В
Найдём объём газа во взорвавшихся блоках:
V3А = 3 * 10 000 = 30 000 м3
Найдем вес сжатого пропана:

Gп = V3В * ? = 23 400 * 0,582 = 17 460 т = 17 460 000 кг
где ? = 0,582 т / м3 (плотность сжатого бутана)

Объем образовавшегося облака при взрыве:

Vо = м3
где ? = 1 (атмосферное давление)
М = 44 (молекулярная масса пропана)
Сстх = 0,0403 (объёмная концентрация стахостического состава)

Масса облака
М1 = Vо* ?проп = 220 563 950 * 1,315 = 290 041 590 кг
где ?проп = 1,315 кг / м3 (плотность пропана)
М2 = V3В * ?проп = 30 000 * 1,315 = 39 450 кг

Радиус огненного шара рассчитаем по формуле:
Ro = м
Радиус эвакуации будет равен:
Rэ ~ 3,5Ro = 3,5 * 95,7 = 335 м
Определим массу тротилового эквивалента:
кг
где Qпроп = 2801 КДж / кг (теплота взрыва пропана)
Qтрот = 4520 КДж / кг (теплота взрыва тротила)

Построим график зависимости силы взрыва от удалённости от него.
Расчёт будем вести по формуле Садовского:

Результаты расчёта сведены в таблицу 3.
Таблица 3
R, м
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
?Рф , КПа
87,1
56,3
40,3
30,9
24,8

По результатам расчёта в таблице 3 строим график 3.

Выводы:
Как видно из графиков 1 и 2 радиус поражения при взрыве на площадке [1] R = 1 200 м, а при взрыве на площадке [2] R = 2 300 м. Необходимо расположить площадки на расстоянии не менее 2 300 м друг от друга. Посёлок городского типа можно располагать за пределами Rэ = 350 м