диплом (1193537), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Длянаиболее опасного сценария;- удельная теплота сгорания газа, Дж/кг;Теплота сгорания горючего газав ТВС оценивается по формулеДж кг,где(3.3)– корректировочный параметр, который определяется из табли-цы 3.1.Таблица 3.1Классификация горючих веществ по степени чувствительностиКласс 1Особо чувствительные вещества(Размер детонационной ячейкименее 2 см)βАцетилен1,1Винилацетилен 1,03Водород2,73Гидразин0,44Изопропилнитрат 0,41Метилацетилен 1,05Нитрометан0,25Окись пропилена 0,7Окись этилена 0,62Этилнитрат0,3Класс 2Чувствительныевещества(Размер детонационной ячейкиот 2 до 10 см)βАкрилонитрил 0,67Акролеин 0,62Бутан1,04Бутилен1Бутадиен11,3-пентадиен 1Пропан1,05Пропилен 1,04Сероуглерод 0,32Этан1,08Этилен1,07ШФЛУ1Диметиловый0,66эфирКласс 3Класс 4Среднечувствительные Слабочувствительныевеществавещества(Размер детонацион(Размер детонационнойной ячейкиячейки от 10 до 40 см)больше 40 см)ββАцетальдегид 0,56Аммиак0,42Ацетон0,65Бензол0,88Бензин1Декан1Винилацетат0,51Дизтопливо1Винилхлорид0,42 о-дихлорбензол 0,42Гексан1Додекан1Генераторный газ 0,38Керосин1Изооктан1Метан1,14Метиламин0,7 Метилбензол1Метилацетат0,53 Метилмеркаптан 0,53Метилбутилкетон 0,79 Метилхлорид 0,12Метилпропилкетон 0,76Нафталин0,91Метилэтилкетон 0,71 Окись углерода 0,2331Продолжение таблицы 3.1Класс 1Класс 2Особо чувствительные вещества(Размер детонационной ячейкиМенее 2 см)Класс 3Класс 4ЧувствительныеСреднечувствительные Слабочувствительныевеществавеществавещества(Размер детонацион- (Размер детонацион- (Размер детонационной ячейкиной ячейкиной ячейкиот 2 до 10 см)от 10 до 40 см)больше 40 см)βββДивиниловый0,77ОктанэфирМетилбутиловыйПиридинэфирДиэтиловый эфир 0,77 СероводородДиизопропиловый0,82 Метиловый спиртэфирЭтиловый спиртПропиловыйспиртАмиловый спиртИзобутиловыйспиртИзопропиловыйспиртЦиклогексанЭтилформиатЭтилхлоридСжиженный природный газКумолПечной газЦиклопропанЭтиламинКорректировочный параметрТогда по формуле (1.2)β1Фенол0,920,77Хлорбензол0,520,34Этилбензол0,900,52Дихлорэтан0,250,62Трихлорэтан0,140,690,790,6910,460,4310,840,0910,8для пропана равняется 1,05Дж/кг– концентрация горючего вещества в облаке ТВС, кг/, для пропана;– стехиометрическая концентрация вещества в смеси с воздухом,кг/, определяется по формуле(3.4)где в – стехиометрический коэффициент, определяется по формуле:,(3.5)32где,,– число атомов C, H, O в молекуле горючего.
Для нашего го-рючего – пропана (,. Тогда по формуле (3.5)Стехиометрическая концентрация по формуле (3.4) равна:Так както эффективный энергозапас рассчитывается по форму-ле (3.1):При расчете параметров взрыва облака, лежащего на поверхности земли,величина эффективного энергозапаса удваивается. Для оценки объема газового облака ТВС можно воспользоваться простым соотношением:(3.6)где– масса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС,;– стехиометрическая концентрация вещества в смеси с воздухом,.3.2Определение ожидаемого режима взрывного превращенияВ связи с тем, что характер окружающего пространства в значительнойстепени определяет скорость взрывного превращения облака ТВС и, следовательно, параметры ударной волны, геометрические характеристики окружающего пространства разделены на виды в соответствии со степенью егозагроможденности.Различают 4 вида пространства:33Вид 1.
Наличие длинных труб, полостей, каверн, заполненных горючейсмесью, при сгорании которой можно ожидать формирование турбулентныхструй продуктов сгорания с размером не менее трех размеров детонационнойячейки данной смеси. В том случае если размер детонационной ячейки дляданной смеси неизвестен, то минимальный характерный размер турбулентных струй принимается равным 5 см для веществ класса 1; 20 см – для веществ класса 2; 50 см – для веществ класса 3 и 150 см – для веществ класса 4.Вид 2. Сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутыхобъемов, высокая плотность размещения технологического оборудования,лес, большое количество повторяющихся препятствий.Вид 3.
Средне загроможденное пространство: отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк.Вид 4. Слабо загроможденное и свободное пространство.Наш объект относится к 3 виду: средне загроможденное пространство:отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк.3.2.1Классификация ожидаемого режима взрывного превращенияИзвестны два основных режима протекания быстропротекающих процессов - детонация и дефлаграция. Для оценки параметров действия взрыва возможные режимы взрывного превращения ТВС разделены на шесть диапазонов по скоростям их распространения, причем пять из них приходятся напроцессы дефлаграционного горения ТВС, поскольку характеристики процесса горения со скоростями фронта меньшими 500 м/с имеют существенныекачественные различия.Класс горючего вещества определяется по таблице 3.1.
Пропан являетсявеществом 2-го класса опасности – чувствительные вещества. Размер детонационной ячейки от 2 до 10 см.Ожидаемый диапазон скорости взрывного превращения определяется спомощью таблицы 3.2 в зависимости от класса горючего вещества и вида окружающего пространства.34Таблица 3.2Экспертная таблица для определения режима взрывного превращенияКласс горючего вещества1234Вид окружающего пространства1234Ожидаемый диапазон скорости взрывного превращения1123123423453456Для нашего вещества и вида пространства ожидаемый диапазон скоростивзрывного превращения третий: дефлаграция, скорость фронта пламени 200 300 м/с.Уточняем скорость видимого фронта пламени:(3.7)где– масса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС,;– константа, равная 433.2.2Оценка агрегатного состояния ТВСНеобходимо оценить агрегатное состояние топлива смеси.
Предполагается, что смесь гетерогенная, если более 50 % топлива содержится в облаке ввиде капель, в противном случае ТВС считается газовой. Провести такиеоценки можно учитывая величины давления насыщенных паров топлива приданной температуре и времени формирования облака. Для летучих веществ,таких, как пропан при температуре плюс 20 °С, смесь можно считать газовой.3.2.3Расчет максимального избыточного давления и импульса фазысжатия воздушных ударных волнПосле того как определен вероятный режим взрывного превращения, рассчитываются основные параметры воздушных ударных волн (избыточное35давление ΔР и импульс волны давления I) в зависимости от расстояния доцентра облака.Для вычисления параметров воздушной ударной волны на заданном расстоянии R=300 м от центра облака предварительно рассчитывается соответствующее безразмерное расстояние:(3.8)где- расстояние на котором требуется определить параметры воздейст-вия ударной волны.
Мы собираемся оценить воздействие ударной волны наблизлежащие жилую застройку которая находится на расстоянии=300м отцентра взрыва.- эффективный энергозапас;– атмосферное давление,.В случае дефлаграционного взрывного превращения облака ТВС к параметрам, влияющим на величины избыточного давления и импульса положительной фазы, добавляются скорость видимого фронта пламени (Vг) и степень расширения продуктов сгорания ( ). Для газовых смесей принимается=7.
Для расчета параметров ударной волны при дефлаграции гетерогенныхоблаков величина эффективного энергозапаса смеси домножается на коэффициент.Безразмерное давлениеопределяется по формуле (3.9):(3.9)где– скорость звука в воздухе– безразмерное расстоянием/с;;скорость видимого фронта пламеним/с.36Безразмерный импульс фазы сжатияопределяется по формуле (3.10):(3.10)где– скорость звука в воздухем/с;– безразмерное расстояние;скорость видимого фронта пламеним/с;степень расширения продуктов сгоранияДалее вычисляются величиныи.по соотношениям:(3.11)(3.12)где– безразмерное расстояниеОкончательные значенияи, тогда:выбираются из условий:(3.13)(3.14)После определения безразмерных величин давления и импульса фазысжатия вычисляются соответствующие им размерные величины:,(3.15),(3.16)37где– атмосферное давление,Па;E – эффективный энергозапасДж;– скорость звука в воздухем/с.ПаПа сОценка поражающего действия3.3При взрывах ТВС существенную роль играют такие поражающие факторы, как длительность действия ударной волны, и связанный с ней параметримпульс взрыва.3.3.1Оценка вероятности повреждений промышленных зданий отвзрыва облака ТВС1) Вероятность повреждений стен промышленных зданий, при которыхвозможно восстановление зданий без их сноса, может оцениваться по соотношению (:(3.17)где факторрассчитывается с учетом перепада давления в волне и им-пульса статического давления по соотношению:(3.18)гдедавлениеимпульс фазы сжатияПа;Па с.Тогда вероятность повреждения стен промышленных зданий равна:382) Вероятность разрушений промышленных зданий, при которых зданияподлежат сносу, оценивается по соотношению (:(3.19)где факторрассчитывается по формуле:(3.20)гдедавлениеПа;импульс фазы сжатияТогда вероятность3.3.2Па с.равна:Оценка вероятности поражения людей при взрыве облака ТВС1) Вероятность длительной потери управляемости у людей (состояниенокдауна), попавших в зону действия ударной волны при взрыве облака ТВСрассчитывается по формуле:(3.21)где факторрассчитывается по формуле:(3.22)гдебезразмерное давление иприведенный импульс задаются вы-ражениями:(3.23)(3.24)гдедавлениеимпульс фазы сжатия– атмосферное давление,кПа;Па с;Па;масса тела живого организма, примемкг.39Тогда факторравен:Вероятностьпо формуле (9) равняется:2) Вероятность разрыва барабанных перепонок у людей от уровня перепада давления в воздушной волне:,гдедавление(3.25)кПа3) Вероятность отброса людей волной давления оценивается(3.26)где факторрассчитывается по формуле:(3.27)гдедавлениекПа;импульс фазы сжатияСвязь функцииПа с.с вероятностью той или иной степени поражения нахо-дится по таблице 3.3.Таблица 3.3Связь вероятности поражения с пробит-функциейР, %01003,7212,673,7722,953,8233,123,8643,253,9253,383,9663,454,0173,524,0583,594,0893,664,1240Продолжение таблицы 3.3Р, %20304050607080909904,164,484,755,005,255,525,846,287,3314,194,504,775,035,285,555,886,347,3724,234,534,805,055,315,585,926,417,4134,264,564,825,085,335,615,956,487,4644,294,594,855,105,365,645,996,557,5154,334,614,875,135,395,676,046,647,5864,364,644,905,155,415,716,086,757,6574,394,674,925,185,445,746,136,887,7584,424,694,955,205,475,776,187,057,8894,454,724,975,235,505,816,237,338,09Согласно таблице 3.3 на расстоянии 300 м от центра взрыва: 85,3% вероятность повреждений и 2% вероятность разрушений промышленных зданий,вероятность длительной потери управляемости у людей равняется 0%, вероятность разрыва барабанных перепонок равняется 3%, вероятность отбросалюдей волной давления составляет 4%.3.3.3Оценка радиусов зон пораженияОпределим радиус зон поражения по формуле:(3.28)гдекоэффициент, определяется по таблице 3.4Таблица 3.4Уровни разрушения зданийКатегорияповрежденияАВСDЕХарактеристика повреждения зданияПолное разрушение зданияТяжелые повреждения, здание подлежитсносуСредние повреждения, возможно восстановление зданияРазрушение оконных проемов, легкосбрасываемых конструкцийЧастичное разрушение остекленияИзбыточное давКоэффициент Kление ΔР, кПа≥1003,8705,6289,61428,0≤2,056тротиловый эквивалент взрыва, определяемый из соотношения:(3.29)41гдемасса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВСкг;– удельная теплота сгорания газаДж/кг.Дж1) Тогда радиус зон поражения равен:м2) Для расчета радиуса смертельного поражения людей коэффициент:м3) Радиус зон поражения, полное разрушение зданияКоэффициент:м4) Радиус зон частичного повреждения зданий и сооруженийКоэффициентм5) Радиус зон среднего повреждения зданий и сооруженийКоэффициентм6) Радиус зон разрушения оконных проемов, дверейКоэффициентм7) Радиус зон частичного разрушения остекленияКоэффициент42мТаблица 3.5Соответствие рассчитанных радиусов зон поражения с радиусами пораженияуказанными в декларации по промышленной безопасностиХарактер повреждениясмертельное поражение людейполное разрушение зданиячастичное повреждение зданий и сооруженийсреднее повреждение зданийи сооруженийразрушение оконных проемов, дверейчастичное разрушение остекленияРадиус зон поражения указанный в декларацииРассчитанный радиус зонпоражения150 м225,34 м95 м225,34 м140 м332,09 м240 м569,30 м690 м1660,4 м1400 м3320,9 мВ декларации АО «Газпром газораспределение Дальний Восток» радиусырассчитывались по методикам: ПБ 09-170-97,приложение 2; Методика Всемирного Банка, ГОСТ Р 12.3.047-98, которые устарели [6, 7, 11]По расчетам здания и сооружения, находящиеся на расстоянии до 225 мот центра взрыва, будут полностью разрушены.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
