Радиус зоны разрушения (м) в общем виде определяется выражением:

, (9)

где К – безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект.

При массе паров m более 5000 кг радиус зоны разрушения может определяться выражением:

, (10)

Для выполнения практических инженерных расчетов радиусы зон разрушения могут определяться выражением

, (11)

где при m≤5000 кг

(12)

Или при m> 5000 кг

(13)

В соответствии с детерминированным подходом в ряде нормативных и справочных документов [6,7,8,9] даются справочные таблицы разрушений различных объектов, находящихся на территории ОПО. Эта информация представлена в таблицах 2-5 в разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3.

Для более точных расчетов зон разрушения и оценки риска взрыва рекомендуется использовать следующие соотношения [6,10].

Масса вещества, способного участвовать во взрыве, определяется путем интегрирования концентрации выброшенного при аварии горючего вещества по пространству, ограниченному поверхностями и по формуле:

, (14)

где x,y,z – пространственные переменные, _ВКПР и _НКПР – поверхности в пространстве достижения соответственно верхнего и нижнего концентрационных пределов, - распределение концентрации в момент времени t₀, кг/м³; t₀ – момент времени воспламенения или момент времени, когда во взрывоопасных пределах находится максимальное количество топлива, с.

Общие рекомендации по оценке последствий взрывов ТВС [4]

Для количественной оценки параметров воздушных ударных волн при взрывах ТВС рекомендуется рассматривать частичную разгерметизацию и полное разрушение оборудования, содержащего горючее вещество в газообразной или жидкой фазе, выброс этого вещества в окружающую среду, образование облака ТВС, инициирование ТВС, взрывное превращение (горение или детонация) в облаке ТВС.

---

В образовании облака ТВС рекомендуется рассматривать горючее вещество одного вида, в противном случае (для смеси нескольких горючих веществ) характеристики ТВС, используемые при расчетах параметров ударных волн, определяются отдельно.

Для расчета параметров ударных волн при взрыве облака ТВС рекомендуется учитывать следующие исходные данные:

а) характеристики горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС;

б) агрегатное состояние ТВС (газовое или гетерогенное);

в) средняя концентрация горючего вещества в смеси с_г;

г) стехиометрическая концентрация горючего газа с воздухом с_ст;

д) масса горючего вещества, содержащегося в облаке (более точно: масса горючего вещества в облаке, участвующая в создании поражающих факторов взрыва) М_г (если эта величина неизвестна, то ее расчет рекомендуется проводить согласно приложению №3 к Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» [6]), т.е. руководствоваться рекомендациями, рассмотренными ранее в настоящей лекции (см. формулы (4), (6), (14)).

е) удельная теплота сгорания горючего вещества q_г;

ж) информация об окружающем пространстве.

В качестве основных структурных элементов алгоритма расчетов рекомендуется рассматривать:

а) определение массы горючего вещества, содержащегося в облаке;

б) определение эффективного энергозапаса ТВС;

в) определение ожидаемого режима взрывного превращения ТВС;

г) расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных ударных волн для различных режимов;

д) определение дополнительных характеристик взрывной нагрузки (профиля ударной волны, параметров падающей и отраженной волны при детонации облака газовой смеси);

е) оценка поражающего воздействия взрыва ТВС (зон разрушения различной степени тяжести и поражения человека).

Определение эффективного энергозапаса ТВС

Эффективный энергозапас горючей смеси (Е, Дж) определяется по соотношению:

(15)

или

(16)

где М_Г – масса горючего вещества, содержащегося в облаке ТВС, кг;

---

q_Г – удельная теплота сгорания газа, Дж/кг; - концентрация горючего вещества в облаке ТВС, кг/м³; - стехиометрическая концентрация вещества в смеси с воздухом, кг/м³.

При расчете параметров облака, лежащего на поверхности земли, величина эффективного энергозапаса удваивается (в соответствии с рекомендациями [4,6]). Для расчета параметров ударной волны при дефлаграции гетерогенных облаков величина эффективного энергозапаса смеси домножается на коэффициент , где – степень расширения продуктов сгорания. Для газовых смесей =7, для гетерогенных =4[6].

Для оценки объема газового облака ТВС (V, м³) можно воспользоваться простым соотношением:
(17)

Массу, участвующую во взрыве для дрейфующего облака, рекомендуется определять на момент времени, когда взрывоопасный объем дрейфующего облака достигает источников возможного воспламенения или если распределение источников воспламенения по территории неизвестно, то на момент времени, когда взрывоопасная масса при дрейфе достигает своего максимального значения. Определение массы, участвующей во взрыве для дрейфующего облака, рекомендуется выполнять в соответствии с Руководством по безопасности «Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ», утвержденным приказом Ростехнадзора от 20 апреля 2015 г.№159 [10].

Примечания:

Стехиометрическая концентрация горючего вещества в ТВС определяется из справочных данных [1] или рассчитывается отдельно:

, (18)

где – стехиометрические коэффициенты кислорода в реакции сгорания; – числа атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего.

Как правило, в справочных данных [1] стехиометрические концентрации С_ст приводятся в объемных процентах. Для перевода концентрации из объемных долей в единицы (кг/м

---

³) используется соотношение С(кг/м³)=0,01С(%об)∙ρ_г.

Можно также использовать следующие зависимости для перевода единиц измерения концентраций [1]:

1%об=1000 ppm,

где ppm – parfper million by volume (промили). Концентрация С ppm связана с концентрацией в мг/л следующим соотношением:
(19)

где t – температура смеси, ; М – молекулярная масса.

В случае если определение концентрации горючего вещества в смеси затруднено, в качестве величины С_Г в соотношениях (15), (16) принимается концентрация, соответствующая нижнему концентрационному пределу воспламенения горючего газа [6].

Теплота сгорания горючего газа (МДж/кг) в ТВС берется из справочных данных или рассчитываться по формуле [4]:
(20)

Корректировочный параметр β для наиболее распространенных в промышленном производстве опасных веществ определяется из табл. №7 разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3.

При расчетах в ПК ТОКСИ+RISK для большинства имеющихся в БД веществ рекомендуется обращать внимание на единицы измерения.

---

Определение ожидаемого режима взрывного превращения [4]

Классификация горючих веществ по степени чувствительности

ТВС, способные к образованию горючих смесей с воздухом, по своим взрывоопасным свойствам разделены на четыре класса. В случае если вещество отсутствует в таблице №7 разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3, его следует классифицировать по аналогии с имеющимися в таблице веществами, а при отсутствии информации о свойствах данного вещества – относить его к классу 1, то есть рассматривать как наиболее опасный случай.

Классификация окружающей территории

В связи с тем, что характер окружающего пространства в значительной степени определяет скорость взрывного превращения облака ТВС, рекомендуется параметры ударной волны, геометрические характеристики окружающего пространства разделять на виды в соответствии со степенью его загроможденности. Классификация и характеристика пространств, окружающих место аварии, приведены в таблице №8 разделе Дополнительная справочная информация к лабораторной работе 3
Классификация ожидаемого режима взрывного превращения

Известны два основных режима протекания быстропротекающих процессов – детонация и дефлаграция (взрыв, при котором нагрев и воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходит в результате диффузии и теплоотдачи, характеризующийся тем, что фронт ударной волны и фронт пламени движутся с дозвуковой скоростью) [4]. Для оценки параметров действия взрыва возможные режимы взрывного превращения ТВС разбиты на шесть диапазонов по скоростям их распространения, причем пять из них приходятся на процессы дефлаграционного горения ТВС, поскольку характеристики процесса горения со скоростями фронта, меньшими 500 м/с, имеют качественные различия.

Ожидаемый диапазон скорости взрывного превращения определяется с помощью таблицы №5 в зависимости от класса горючего вещества и вида окружающего пространства. Допускается использование более точных значений скорости взрывного превращения при их обосновании.

Таблица №5

Экспертная таблица для определения режима взрывного превращения

---

Смотрите также файлы

• Здоровый образ жизни Что такое здоровье.pptx

• Тема Причины, типы, виды конфликтов Стратегия поведения в конфликтной ситуации.docx

• Практическая работа 2 Транспортные машины для стройки По дисциплине мдк 01. 01. 02 Технология строительных процессов.docx

• Тематическое планирование по учебному предмету Окружающий мир 3 класс Тема урока Содержание урока Колво часов всего Конт роль знаний.docx

• Элементы содержания.docx