Воздействие взрывов на здания, сооружения и незащищенных людей.

⇐ ПредыдущаяСтр 39 из 47Следующая ⇒

К поражающим факторам взрыва относятся ударная волна, давление во фронте которой превышает допустимое значение, пламя и пожары, обрушение оборудования, коммуникаций, конструкций зданий и сооружений и их осколки, выход из поврежденных аппаратов содержащихся в них вредных веществ и присутствие их в воздухе в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации.

Ударная волна - это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Основными параметрами ударной волны, характеризующими ее разрушающее и поражающее действие, являются продолжительность действия волны, избыточное давление во фронте ударной волны Рs - разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением Р₀(зависит от мощности, вида взрыва и расстояния), давление скоростного напора Р_ск, кПа;

к где Р₀ - атмосферное давление.

Ударная волна при воздействии на объект может сдвинуть, опрокинуть или разрушить объект, а также вызвать ударные инерционные перегрузки малых по размеру предметов.

Сведения о вероятных разрушениях зданий при различных значениях давления в ударной волне даны в табл. 6.20.

Таблица 6.20

Предельные значения давления в ударной волне для различных степеней разрушения

Степень разрушения	Избыточное давление, кПа
Полное разрушение зданий
50 %-ное разрушение зданий
Среднее повреждение зданий (без разрушения)
Умеренные повреждения (внутренних перегородок, рам, дверей)
Порог разрушения конструктивных элементов зданий
Разбито более 10 % остекления

При воздействии ударной волны на незащищенного человека наблюдается прямое (непосредственное) и косвенное воздействие. Прямое действие оказывает избыточное давление во фронте ударной волны. В результате мгновенного повышения давления и сжатия человека со всех сторон, организм человека испытывает резкий удар. Прямым действием обладает также и давление скоростного напора, способный отбросить человека и причинить травмы. Косвенное поражающее действие вызывают обломки разрушенных зданий, сооружений, осколки стекол и т. п. Характер повреждения людей в зависимости от избыточного давления и ударной волне приведен в табл. 6.21.

Таблица 6.21

Характер поражения людей в зависимости от избыточного давления в ударной волне

Характер поражения	Избыточное давление, кПа
Ушибы, вывихи, общая контузия	20-30
Контузия, повреждения органов слуха, кровотечения	30-50
Переломы, сильные кровотечения	50-80
Крайне тяжелые травмы	80 и более

Для защиты оборудования и уменьшения последствий взрывов используют повышенной прочности аппараты и технологические блоки, взрывоподавление и взрыворазгрузку.

Повышенной прочности аппараты и технологические блоки применяют для того, чтобы они выдерживали максимальное избыточное давление взрыва. Этот метод очень дорог, поэтому его используют в исключительных случаях, в основном для аппаратов и блоков незначительного объема.

Взрывоподавление включает в себя быстродействующий датчик раннего обнаружения взрыва и быстрое введение в защищаемый аппарат ингибитора (взрывоподавляющего состава), приостанавливающего дальнейший процесс развития взрыва.

Рис. 6.1. Схема устройства шва в ковре кровли:

1 - плиты ПНСЛ; 2 - асбестоцементные волнистые листы;

3 - теплоизоляция; 4 - асбестоцементные угловые детали;

5 - цементно-песчаная стяжка; 6 - водоизоляционный ковер;

7 - защитный слой; 8 - нащельник из оцинкованной стали.

Взрыворазгрузку осуществляют путем устройства взрывных клапанов, мембран, легкосбрасываемых конструкций, которые вскрываются при повышении определеного давления и сбрасывают избыточные газы в атмосферу. В качестве легкосбрасываемых конструкций используют

остекление окон и фонарей, конструкции покрытия. Площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0, 05 м² на 1 м³ объема помещения категории А и не менее 0, 03 м² помещения категории Б. Оконное стекло относится к легкосбрасываемым конструкциям при толщине 3, 4, 5 мм и площади не менее (соответственно) 0, 9; 1; 1, 5 м. Армированное стекло к легкосбрасываемым конструкциям не относится. Рулонный ковер на участках легкосбрасываемых конструкций покрытия следует разрезать на карты не более 189 м каждая с устройством швов (рис. 6.1).

Задача

В помещении приготовления окрасочных составов разбита 20-литровая бутыль с ацетоном. Плотность ацетона r_а = 792 кг/м³. Свободным объем помещения V_св = 450 м³. Определить категорию помещения по взрывопожарной опасности, категорию взрывоопасности технологического блока, необходимую площадь легкосбрасываемых конструкций.

Решение

1. Количество ацетона в бутыли, кг,

G = r_а • V = 792 * 0, 02 = 15, 84.

2. Давление взрыва, кПа,

где Р_max = 572 кПа; Р₀ = 101 кПа - атмосферное давление; Z = 0, 3 -коэффициент участия горючего во взрыве; r_ст = 2, 408 кг/м³ - плотность пара, газа; Кн = 3 - коэффициент не плотности помещения; m - масса испарившегося ацетона за время испарения, но не более 3600 с, кг,

m = W • F • t,

где W - скорость испарения ацетона, кг/с,

W = 10^-6 * h * * Р_н,

W = 10^-6 * 3, 5 * =649, 5*10^-6,

где h = 3, 5 - коэффициент испарения; М = 58, 08 - молекулярная масса ацетона; Рн = 24, 35 кПа - давление насыщенных паров ацетона; F = 20 м², т. к. 1 л жидкости разливается на 1 м² площади пола; t - время испарения всего ацетона, с,

t = G/(W*F) = 15, 84/(649, 5 • 10^-6 • 20) = 1219, 4.

3. Из формулы ацетона С₃Н₆О находим число атомов n_с = 3; n_н = 6; n₀ = 1; n_x = 0.

4. Стехиометрическая концентрация паров в воздухе, %,

С_ст = 100/(1 + 4, 84 • b) = 100/(1 + 4, 84 • 4) = 4, 91,

где

Тогда

Поскольку DР > 5 кПа, а температура вспышки паров ацетона < 28 °С, помещение должно быть отнесено к категории А - взрывопожароопасной.

5. Тротиловый эквивалент, кг,

m_тр = Е/4, 6 • 10⁴ = G • Нт/4, 6 – 10⁴ = 15, 84 • 31360/4, 6 • 10⁴ = 10, 8,

где Н_т - теплота сгорания ацетона, кДж/кг.

6. Энергетический потенциал блока

Qб = 3/1/16, 534

7. Необходимая площадь ЛСК, м²,

S = (V_ст/100) • 5 = (450/100) • 5 = 22, 5.

В соответствии с НПБ 105-95 при т, р < 2000 и Qб < 27 блок относится к III категории взрывоопасности.

⇐ Предыдущая 34 35 36 37 383940 41 42 43 Следующая ⇒